人教版高一物理必修 1 备课资料 4《重力势能》 (1) 1.判断力的作用效果的简易方法 (1)海绵垫法 在 A、B 两块挡板和圆柱体之间垫上海绵(如图 3-5-15),从海绵的形变情况可以粗略判断圆柱体所受的重力 G 产生的两个效果:垂直压向 A 板的分力 F1和垂直压向 B 板的分力 F2.海绵垫判断力的作用效果图 3-5-15 (2)塑尺皮筋法 在一个直角木支架上,用塑料垫板作斜面.将一用橡皮筋拉着的小车放在斜面上,观察塑料垫板和橡皮筋的形变(如图 3-5-16) 垫板和皮筋的形变图 3-5-16 改变小车上的砝码数目,观察塑料垫板和橡皮筋的形变. 从塑料垫板和橡皮筋的形变随小车和砝码总重力的变化情况可以明显看到小车重力对斜面和橡皮筋产生的作用效果:垂直压紧斜面和沿橡皮筋方向拉紧橡皮筋的效果. 2.拱形结构的几个实例 一提到鸡蛋,人们总有一种累卵之危的联想,因为蛋壳很薄,拿着时唯恐落地被打破.孵化成熟的雏鸡能很轻易地破壳而出.然而有一种情况,可能会让你感到一个很普通的生蛋也不是脆弱的东西:把蛋壳放在两手的掌心之间,用力挤压它的两端要用很大的力气才能压碎它,这是因为它具有“拱形结构”. 另外,直径约为 10 cm 的灯泡周围所承受的空气压力有 1 800 N 左右,为什么也压不碎呢?这也是因为它具有“拱形结构”.我国最著名的古桥—赵州桥、宙城的城门洞等古今中外许多桥梁和建筑也都建造成“拱形结构” (如图 3-5-17).图 3-5-17 拱形城门 “拱形结构”为什么如此坚固呢?赵州桥是世界上现存的最早的大型石拱桥.拱形克服了石头不能承受拉力的缺点,使石头成为许多大桥和建筑物的栋梁.赵州桥是由 28 条并列的石条组成的,每一条石头都经过严格的加工,使每条石头之间能密切地配合成为一个整体.如果我们在石拱桥的顶上面取一楔形石块 A 进行分析,就会发现,拱桥顶上面的物体的重力 G 压在A 上,对 A 施加向下的压力.由于石块是楔形的,所以不能向下移动,只能以分力 F1和 F2挤压在相邻的 B、C 两石块上而被两石块 B、C 的阻力抵消而平衡.依次类推,B、C 两石块又分别被挤在旁边的两石块之间.因此,拱桥上面的重力是不会把桥压塌的(如图 3-5-18).蛋壳实质也相当于“拱门”,不过它是整块的,而不是由一块一块的(如石块)东西拼叠成的,因此,蛋壳虽然很薄很脆,却能承受外来的较大压力.图 3-5-18 人在奔跑、跳跃、骑车,甚至走路时,都要经受各种各样的振动冲击.计算表明,从高处跳下时,腿部受到的冲击力,有时可以达到几万牛,但是...
