專業(yè):物理教育學(xué)約束力在生活中的應(yīng)用

　　摘 要：對經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)現(xiàn)行的約束與約束力提出的觀點，考慮約束與約束力在生活中的應(yīng)用；約束力的分類；更深入了解約束力與約束力的概念及相關(guān)內(nèi)容；物理規(guī)律的特性與審美性等。
　　關(guān)鍵詞：約束 約束力 鉸鏈 應(yīng)用
　　
　　近年來約束力在生活中的應(yīng)用越來越廣泛了，那么，你是否知道生活中那些東西應(yīng)用了約束力嗎？約束力在物理中的定義是什么？在此我將具體舉一些有關(guān)生活中的約束力。約束力在生活中的應(yīng)用的重要性等等。讓我們對生活有更深入的了解，對約束力也有更深入的認識。
　　一、約束力
　　約束力對于我們來說并不陌生，例如我們常說法律對我們有約束力。道德對我們有約束力等。那么，在物理學(xué)中約束力的概念是什么呢？
　�。ㄒ唬┒�義
　　指物體受到一定場力限制的現(xiàn)象。限制物體的位置和運動條件稱作物體所受的約束，實現(xiàn)這些約束條件的物體稱為約束體.受到約束條件限制的物體叫做被約束體.把約束對物體的作用力稱為約束力。按著習(xí)慣,把約束體簡稱為約束，將被約束體簡稱為物體.約束—阻礙非自由體運動的限制物。約束反力—約束對被約束物體運動的阻礙作用，是一種力的作用，這種力叫約束束反力。柔體約束—繩索、鏈條、皮帶等用于阻礙物體的運動時，叫柔體約束。柔體約束的反力是通過接觸點，沿柔體中線作用的拉力。
　　有些物體，例如：飛行的飛機、炮彈和火箭等，它們在空間的位移不受任何限制。位移不受限制的物體稱為自由體。相反有些物體在空間的位移卻要受到一定的限制。如機車受鐵軌的限制，只能沿軌道運動 ; 電機轉(zhuǎn)子受軸承的限制，只能繞軸線轉(zhuǎn)動; 重物由鋼索吊住，不能下落等。位移受到限制的物體稱為非自由體。對非自由體的某些位移起限制作用的周圍物體稱為約束。
　�。ǘ�）特點
　　 約束力的特點:約束力的方向與物體被限制的運動方向相反.約束反力—約束對被約束物體運動的阻礙作用，是一種力的作用，這種力叫做約束反力。注意其和約束力的不同點。支承面的約束力：支持力與滑動摩擦力或最大靜摩擦力的合力。
　　（三）分類
　　 1.柔索約束
　　 （1）只能承受拉力,不能承受壓力。
　　 （2）限制物體沿柔索伸長方向的運動。屬于這類約束的有繩索,鏈條和帶等。約束力常用符號F表示。
　　2.光華接觸面約束
　�。�1）向心軸承(徑向軸承)（2）中間鉸約束 （3）固定鉸鏈支座（4）活動鉸鏈支座 （5）二力桿約束。
　　3.固定端約束
　　4.其他約束
　�。�1）滾動支座 （2）球鉸鏈 （3）止推軸承
　　二、約束力在生活中的應(yīng)用
　　（1）壓水井的壓水手柄：利用杠桿原理制成，支點距水井較近，而手柄較通常由圓柱形的木材、金屬或其他材料做的零件,尤指用以將幾個單獨的物件固定在一起或作為一個物件懸在另一物件上的支撐物。 樣力臂較長，可以省力。但是由杠桿原理可知，杠桿都是省力但不省功的。
　�。�2）自行車：自行車上有很多小的機械裝置，是生活中最典型的機械裝置比如車閘，是利用杠桿原理制成的。車蹬實際是一個曲柄機構(gòu)。前鏈輪和后鏈輪之間由鉸鏈連接，從機械原理學(xué)上講，是一個簡單的鏈傳動機構(gòu)
　�。�3）鉗子，剪刀：也都是利用杠桿原理制成。實際上就是兩個小杠桿結(jié)合到一起，就是一個鉗子或剪刀了。
　　（4）扳手：仍然是杠桿原理。
　　（5）液壓小千斤頂：內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一個簡單的液壓裝置。從原理上說也有應(yīng)用杠桿原理。別看一個液壓千斤頂個頭很小，但支起一臺小轎車很容易的。
　　（6）電動篩：這東西在農(nóng)村用的比較多，糧食放在上面，打開電源，電動篩就自動搖擺，把不用的東西篩下來。其原理就是一個雙搖桿機構(gòu)，在大的分類上屬于四連桿。大地相當于一個桿，兩個搖擺支架是第二、第三個桿，篩子是第四個桿。四連桿機構(gòu)根據(jù)四個桿之間的長短關(guān)系，可以形成曲柄搖桿機構(gòu)，雙搖桿機構(gòu)，雙曲柄機構(gòu)。電動篩就是人為制作形成的一個雙搖桿機構(gòu)。
　　（7）小轎車的車門：具體結(jié)構(gòu)那當然是很復(fù)雜了，但從原理上講，轎車車門其實就是一個簡單的四連桿機構(gòu)。
　　（8）柱塞泵：是和自行車的打氣筒差不多的，靠里面的柱塞一進一出來抽水或抽油的，其原理實際上是一個曲柄滑塊機構(gòu)，柱塞相當于滑塊。曲柄滑塊機構(gòu)實際上是屬于曲柄搖桿機構(gòu)的變種，而前面也說了，曲柄搖桿機構(gòu)在大的分類上又屬于四連桿機構(gòu)。
　�。�9）電梯：電梯的內(nèi)部具體結(jié)構(gòu)其實很復(fù)雜的，不是像一般人想象的那樣，就是一根鋼索吊著一個電梯廂�，F(xiàn)在的電梯內(nèi)部集合了各種自動置各種傳感器，當然最重要的還有安全保護裝置。但是從機械原理上說，電梯其實就是一個蝸輪蝸桿機構(gòu)。在大的分類上講，蝸輪蝸桿機構(gòu)屬于齒輪機構(gòu)的一種。
　�。�10） 齒輪泵：一種簡單的泵，抽水或者抽油用的，生活中很常見的，是典型的齒輪機構(gòu)，把齒輪泵拆開，里面其實就是兩個齒輪而已。齒輪泵的優(yōu)點是造價便宜，體積小，缺點是工作噪音大，排量較小！其實生活中簡單的機械裝置很多很多的，比如汽車的變速箱，你要拆開看看，里面全都是齒輪，這屬于輪系，而輪系在大的分類上也屬于齒輪機構(gòu)。建筑工地上的吊車，上面有杠桿，四連桿，齒輪，液壓，滑輪組等等。
　　五、結(jié)論
　　約束力與約束是生活中必不可少的，通過以上的舉例，我們可知道約束力與我們的生活息息相關(guān)。鉸鏈是其應(yīng)用于生活的典型例子。約束力將更加有發(fā)展與應(yīng)用生活中的潛力，有更多的秘密需要我們?nèi)ヌ剿�，去專研，通過這些我們可以知道物理是一門有趣而且有切合實際的學(xué)科。因此我們應(yīng)將物理發(fā)揚光大。
　　
　　參考文獻：
　　[1]范欽珊：清華大學(xué)《理論力學(xué)》2000年2月
　　[2]沈 晨:浙江大學(xué)出版社《更高更妙的物理》2010年3月
　　作者簡介：
　　郭貝貝，女，漢族，本科學(xué)歷。

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