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扁担的作用及其力学原理还有哪些

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实中校本课程 - 1 - 一、 扁担的作用及其力学原理还有哪些? 我认为扁担具有杠杆作用,不仅为我们提供方便,更重要的是省力.不妨我们分析扁担挑重物时和用手提重物时的受力情况.以扁担挑重物为研究对象,如图1所示,以扁担和重物为研究对象.人所施加的力为F,由平面力系得知F=2G,以人提重物为研究对象,如图2所示,由于手提两重物不可能让重心叠加在一起,必须分开,分开角度与重物重心距边缘最近的距离有关,这时人施力除了F=2G外,还必须提供把两重物分开的一对平衡力N,才能保证重物提起.人施加的力/FNF一定大于用肩担挑重物时的力F ,在现实中,同样重的重物两人不用手提而用担抬这是这个道理,用肩担能挑方便,本文不再讲. 将扁担做成“扁”的和“软”的都能起到增大受力面积,减小对人体压强的作用。“扁”扁担大家都知道能减小压强,而“软”扁担为什么能减小压强?人们用软扁担挑重物时,由于软扁担发生的弹性形变明显大于硬扁担,发生形变后,和肩接触面积增大,减小了压强,这和人坐沙发比生硬板凳子舒服是同样的道理.软扁担不光增大受力面积,更重要的是能够上下颤动,这样,使人受到交变载荷,使人感到轻松.这是由于人走路时对每一步都是以地面为圆心,人腿为半径向前迈进,如图3所示,这样人的肩膀就会一高一低的上下运动,硬扁担会把这上下运动传给人体,使人感到较大交变载荷,同时重物随人体上升使人要作额外的功.而软扁担在人体高时马上发生弹性变形,这时重物不会马上随人体的增高而增高,而 通过软扁担减小上下运动,使人肩受到较小的向上加速度,从而使向上受力较小于硬扁担,而扁担形变所贮存的弹性势能又会减少对重物上升而作的额外功,故人体感到舒服. 实中校本课程 - 2 - 二、运动场上的物理学 竞技运动给人们带来巨大的刺激,极大的调节了人们的情绪和心理状态,具有很好的观赏性。但是很少有人注意到运动中的物理学原理。 跳高运动员是从横竿下钻过去的吗? 有人告诉你,优秀跳高运动都是从横竿下钻过去的,你一定不相信。听到这样的话大家都会感到吃惊,难道裁判和观众的眼睛都出了问题吗?非也,让我道出原委。 跳高是田径运动中的重要项目,最初的男子世界跳高记录是 1.70米左右,现在的世界记录已经超过 2.40了。跳高是人依靠自己的力量克服地球的引力,使身体越过横竿的运动。看来这是一个力气活,它有没有窍门呢?有。 美国科学家做了一个试验,请了 270名男学生做立定跳高测试...

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