力学在生活中的应用

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探究量子力学在生活中的应用

作者：李晓雨

来源：《中文信息》2017年第10期

摘 要：量子力学是现代物理学的重要的学科分支，它主要用于描述微观事物，许多物理学理论和科学，如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的学科，都是以其为基础。在许多现代技术装备中，量子效应起了重要的作用。本文将围绕量子力学的应用来进行详细阐述。

关键词：量子力学 量子效应 实际应用

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）10-0-01

前言

量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。[1]

在许多现代技术装备中，量子物理学的效应起了重要的作用。从激光、电子显微镜、原子钟到核磁共振的医学图像显示装置，都极大地依靠了量子力学的原理和效应。对半导体的研究导致了二极管和三极管的发明，最后为现代的电子工业铺平了道路。在核武器的发明过程中，量子力学的概念也起了关键的作用。

一、量子力学在晶体管中的应用

在日常生活中，人们所使用的大多数电子产品都会包含有二极管、三极管等半导体构成的电子元器件，而这些半导体的器件所使用到的原理都是基于量子力学。

1.二极管的应用

二极管是一种由半导体材料构成的电子元器件，它的特性是单向导通，也就是电流只可以从二极管的一个方向流过。具体来讲就是当电流正向流过二极管时，它相当于导线，电阻无限趋近于0；而当电流反向时，电路相当于断路，其电阻无限大。由于它的这种特性，人们经常将它用作开关，通过电流方向来控制电路的通断。举个最为常见的例子，发光二极管是一种特殊的二极管，被广泛应用于各种电子设备的指示灯、各种仪表的指示器以及照明。发光二极管龙源期刊网

论物理力学在生活中的应用

物理力学是研究物体运动和力的学科，广泛应用于我们日常生活的各个方面。以下是物理力学在生活中的一些应用。

1.交通工具：物理力学在交通工具的设计和运行中起着重要的作用。例如，汽车的设计需要考虑到车辆运动的稳定性和操控性能。物理力学可以帮助我们解决诸如刹车距离、转弯半径和悬挂系统的问题。此外，物理力学也可以应用于航空和航天工程中，帮助我们研究和改进飞行器的性能。

2.建筑结构：物理力学在建筑结构的设计和施工中起着关键的作用。建筑师和工程师需要考虑到物理力学原理，以确保建筑物的稳定性和安全性。例如，他们需要计算和评估房屋和大楼的荷载和结构强度，以确保其能够抵御外部力的影响。

3.水力工程：物理力学在水力工程中也有广泛的应用。例如，通过施加物理力学原理，我们可以设计和构建水坝、水厂和供水系统。物理力学还可以帮助我们研究水流的行为和水的运动方式，以提高水力发电和水资源管理的效率。 4.运动和运动设备：物理力学在体育运动和运动设备的设计和优化中扮演重要角色。例如，在田径比赛中，物理力学可以帮助我们研究运动员的起跑、加速和跳跃等动作，并提供优化的技术指导。此外，物理力学也用于设计和改进各种运动器材，如高尔夫球杆、高尔夫球、网球拍和滑雪板等。

5.机械工程：物理力学在机械工程中也有广泛的应用。机械工程师使用物理力学原理来设计和制造各种机械设备和系统。例如，他们可以使用力学原理来计算和优化机器的运动和力学特性，以提高机器的性能和效率。此外，物理力学还可用于工程材料的研究、机械振动的分析和工程热力学的研究。

6.声、光和电的传播：物理力学还可以用来研究声音、光和电等现象的传播。例如，物理力学可以解释声音是如何传播的，帮助我们理解声音的特性和声学设备的原理。物理力学还可以用来解释光是如何在空间中传播的，并且可以帮助我们研究光学设备和光学现象。此外，物理力学可以用来研究电的传播和电路中的现象，以改进电子设备和电力系统的性能。 7.自然灾害的研究和预测：物理力学可以帮助我们研究和理解自然灾害，如地震、飓风和洪水等。通过物理力学原理，我们可以研究地壳运动的机制，预测地震的发生和研究爆炸或地震引起的波动传播。物理力学还可以应用到气象学中，帮助我们研究大气运动和天气现象，以提高天气预报的准确性。此外，物理力学还可以用于研究海洋和海啸等自然灾害的发生和行为。

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力学知识在生活中的应用

作者：刘文龙

来源：《中国科技纵横》2019年第04期

摘 要：在高中物理的知识体系中，力学知识是其中十分基础的内容，这主要是由于力学知识与我们的实际生活有着密不可分的联系，很多力学知识都是从实际生活中发现的，所以在学习之后，能够将其应用于生活实践中，是其他物理学知识的重要基础。我们高中生在物理学习的过程中，受到新课程改革的影响，对于我们的学习提出了新的要求，我们不仅仅需要掌握力学理论知识，更重要的是要能够对力学知识灵活应用，将其应用于实际生活中。所以下文就针对高中物理的力学知识在生活中的应用进行分析，探究力学知识教学中生活化教学的有效策略。

关键词：力学知识;生活;应用

中图分类号：O39 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）04-0235-02

在当前我国的高中物理教学工作中，力学知识是物理知识体系中的重要基础，力学的知识与其他的知识体系有着一定的联系，通过力学知识的学习，能够为更加深层的物理学知识学习奠定基础，所以在我国的高中物理教学工作中，教师一直十分重视力学知识的教学。力学知识具有一定的抽象性，对于我们高中生来说，学习和理解还存在着一定的难度，学习的效率一直比较低，但是由于力学知识是与我们的实际生活密切联系在一起的，所以在学习的过程中教师会努力将力学知识同我们的生活实际相联系，帮助我们进行力学知识的理解，而我们在经过生活化的教学之后，也能够将力学知识应用于实际生活中，这对学生物理素养和综合素质的提高十分有效。所以教师在开展高中物理力学知识教学时，需要对我们学生进行生活化的教学。

1 力学知识生活化教学的重要性

1.1 提高学生的学习效率

高中物理中的力学知识是与我们学生的实际生活密不可分的，是从实际生活中总结出来的，但是正因如此，使得力学知识本身具有极强的抽象性，我们高中生在学习的过程中难以对其进行有效的理解，尤其是对于其中的抽象问题难以有效进行解决，这对于我们的力学知识学习十分不利。因此在力学知识教学的过程中，教师如果能够利用生活化教学的方式，将抽象的力学知识具体化，用更加简单和直观的方式向我们讲述，帮助我们了解抽象的力学知识在生活中的具体应用，而不单单是让我们记忆力学公式和原理，就可以帮助我们更好地理解抽象的力学知识，促进我们的记忆，同时还能够让我们将其应用于实际生活中，使力学知识从生活中来，最终也能够应用于生活中。 龙源期刊网

材料力学在生活中的应用

摘要：材料力学在生活中的应用十分广泛。大到机械中的各种机器，建筑中的各个结构，小到生活中的塑料食品包装，很小的日用品.各种物件都要符合它的强度、刚度、稳定性要求才能够安全、正常工作，所以材料力学就显得尤为重要。

关键字：材料力学 生活应用 应力 变形 剪切 挤压 承载能力

生活中机械常用的连接件，如铆钉、键、销钉、螺栓等的变形属于剪切变形，在设计时应主要考虑其剪切应力。汽车的传动轴、转向轴、水轮机的主轴等发生的形变属于扭转变形。火车轴、起重机大梁的变形均属于弯曲变形。有些杆件在设计时必须同时考虑几个方面的变形，如车床主轴工作时同时发生扭转、弯曲及压缩三种基本变形；钻床立柱同时发生拉伸与弯曲两种变形。

利用材料力学中卸载与加载规律得出冷作硬化现象，工程中常利用其原理以提高材料的承载能力，例如建筑用的钢筋与起重的链条，但冷作硬化使材料变硬、变脆，使加工发生困难，且易产生裂纹，这时应采用退火处理，部分或全部地材料的冷作硬化效应。

在工程中，静不定结构得到广泛应用，如桁架结构。静不定问题的另一重要特征是，温度的变化以及制造误差也会在静不定结构中产生应力，这些应力称为热应力与预应力。为了避免出现过高的热应力，蒸汽管道中有时设置伸缩节，钢轨在两段接头之间预留一定量的缝隙等等，以削弱热膨胀所受的限制，降低温度应力。在工程实际中，常利用预应力进行某些构件的装配，例如将轮圈套装在轮毅上，或提高某些构件的承载能力，例如预应力混凝土构件。

旋转弹簧是工程中常用的机械零件，多用于缓冲装置、控制机构及仪表中，如车辆上的缓冲弹簧，发动机进排气阀与高压容器安全阀中的控制弹簧，弹簧秤中的测力弹簧等。

生活中很多结构或构件在工作时，对于弯曲变形都有一定的要求。一类是要求构件的位移不得超过一定的数值。例如行车大量在起吊重物时，若其弯曲变形过大，则小车行驶时就要发生振动；若传动轴的弯曲变形过大，不仅会使齿轮很好地啮合，还会使轴颈与轴承产生不均匀的磨损；输送管道的弯曲变形过大，会影响管道内物料的正常输送，还会出现积液、沉淀和法兰结合不密等现象；造纸机的轧轮，若弯曲变形过大，生产出来的纸张薄厚不均匀，称为废品。另一类是要求构件能产生足够大的变形。例如车辆钢板弹簧，变形大可减缓车辆所受到的冲击；又如继电器中的簧片，为了有效地接通和断开电源，在电磁力作用下必须保证触电处有足够大的位移。 在生活中我们用的很多包装袋上都会剪出一个小口，其原理就用到了材料力学的应力集中，使里面的食品便于撕开。但是工程设计中要特别注意减少构件的应力集中。