专业:物理教育学约束力在生活中的应用

　　摘 要：对经典力学范围内现行的约束与约束力提出的观点，考虑约束与约束力在生活中的应用；约束力的分类；更深入了解约束力与约束力的概念及相关内容；物理规律的特性与审美性等。
　　关键词：约束 约束力 铰链 应用
　　
　　近年来约束力在生活中的应用越来越广泛了，那么，你是否知道生活中那些东西应用了约束力吗？约束力在物理中的定义是什么？在此我将具体举一些有关生活中的约束力。约束力在生活中的应用的重要性等等。让我们对生活有更深入的了解，对约束力也有更深入的认识。
　　一、约束力
　　约束力对于我们来说并不陌生，例如我们常说法律对我们有约束力。道德对我们有约束力等。那么，在物理学中约束力的概念是什么呢？
　　（一）定义
　　指物体受到一定场力限制的现象。限制物体的位置和运动条件称作物体所受的约束，实现这些约束条件的物体称为约束体.受到约束条件限制的物体叫做被约束体.把约束对物体的作用力称为约束力。按着习惯,把约束体简称为约束，将被约束体简称为物体.约束—阻碍非自由体运动的限制物。约束反力—约束对被约束物体运动的阻碍作用，是一种力的作用，这种力叫约束束反力。柔体约束—绳索、链条、皮带等用于阻碍物体的运动时，叫柔体约束。柔体约束的反力是通过接触点，沿柔体中线作用的拉力。
　　有些物体，例如：飞行的飞机、炮弹和火箭等，它们在空间的位移不受任何限制。位移不受限制的物体称为自由体。相反有些物体在空间的位移却要受到一定的限制。如机车受铁轨的限制，只能沿轨道运动 ; 电机转子受轴承的限制，只能绕轴线转动; 重物由钢索吊住，不能下落等。位移受到限制的物体称为非自由体。对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为约束。
　　（二）特点
　　 约束力的特点:约束力的方向与物体被限制的运动方向相反.约束反力—约束对被约束物体运动的阻碍作用，是一种力的作用，这种力叫做约束反力。注意其和约束力的不同点。支承面的约束力：支持力与滑动摩擦力或最大静摩擦力的合力。
　　（三）分类
　　 1.柔索约束
　　 （1）只能承受拉力,不能承受压力。
　　 （2）限制物体沿柔索伸长方向的运动。属于这类约束的有绳索,链条和带等。约束力常用符号F表示。
　　2.光华接触面约束
　　（1）向心轴承(径向轴承)（2）中间铰约束 （3）固定铰链支座（4）活动铰链支座 （5）二力杆约束。
　　3.固定端约束
　　4.其他约束
　　（1）滚动支座 （2）球铰链 （3）止推轴承
　　二、约束力在生活中的应用
　　（1）压水井的压水手柄：利用杠杆原理制成，支点距水井较近，而手柄较通常由圆柱形的木材、金属或其他材料做的零件,尤指用以将几个单独的物件固定在一起或作为一个物件悬在另一物件上的支撑物。 样力臂较长，可以省力。但是由杠杆原理可知，杠杆都是省力但不省功的。
　　（2）自行车：自行车上有很多小的机械装置，是生活中最典型的机械装置比如车闸，是利用杠杆原理制成的。车蹬实际是一个曲柄机构。前链轮和后链轮之间由铰链连接，从机械原理学上讲，是一个简单的链传动机构
　　（3）钳子，剪刀：也都是利用杠杆原理制成。实际上就是两个小杠杆结合到一起，就是一个钳子或剪刀了。
　　（4）扳手：仍然是杠杆原理。
　　（5）液压小千斤顶：内部结构是一个简单的液压装置。从原理上说也有应用杠杆原理。别看一个液压千斤顶个头很小，但支起一台小轿车很容易的。
　　（6）电动筛：这东西在农村用的比较多，粮食放在上面，打开电源，电动筛就自动摇摆，把不用的东西筛下来。其原理就是一个双摇杆机构，在大的分类上属于四连杆。大地相当于一个杆，两个摇摆支架是第二、第三个杆，筛子是第四个杆。四连杆机构根据四个杆之间的长短关系，可以形成曲柄摇杆机构，双摇杆机构，双曲柄机构。电动筛就是人为制作形成的一个双摇杆机构。
　　（7）小轿车的车门：具体结构那当然是很复杂了，但从原理上讲，轿车车门其实就是一个简单的四连杆机构。
　　（8）柱塞泵：是和自行车的打气筒差不多的，靠里面的柱塞一进一出来抽水或抽油的，其原理实际上是一个曲柄滑块机构，柱塞相当于滑块。曲柄滑块机构实际上是属于曲柄摇杆机构的变种，而前面也说了，曲柄摇杆机构在大的分类上又属于四连杆机构。
　　（9）电梯：电梯的内部具体结构其实很复杂的，不是像一般人想象的那样，就是一根钢索吊着一个电梯厢。现在的电梯内部集合了各种自动置各种传感器，当然最重要的还有安全保护装置。但是从机械原理上说，电梯其实就是一个蜗轮蜗杆机构。在大的分类上讲，蜗轮蜗杆机构属于齿轮机构的一种。
　　（10） 齿轮泵：一种简单的泵，抽水或者抽油用的，生活中很常见的，是典型的齿轮机构，把齿轮泵拆开，里面其实就是两个齿轮而已。齿轮泵的优点是造价便宜，体积小，缺点是工作噪音大，排量较小！其实生活中简单的机械装置很多很多的，比如汽车的变速箱，你要拆开看看，里面全都是齿轮，这属于轮系，而轮系在大的分类上也属于齿轮机构。建筑工地上的吊车，上面有杠杆，四连杆，齿轮，液压，滑轮组等等。
　　五、结论
　　约束力与约束是生活中必不可少的，通过以上的举例，我们可知道约束力与我们的生活息息相关。铰链是其应用于生活的典型例子。约束力将更加有发展与应用生活中的潜力，有更多的秘密需要我们去探索，去专研，通过这些我们可以知道物理是一门有趣而且有切合实际的学科。因此我们应将物理发扬光大。
　　
　　参考文献：
　　[1]范钦珊：清华大学《理论力学》2000年2月
　　[2]沈 晨:浙江大学出版社《更高更妙的物理》2010年3月
　　作者简介：
　　郭贝贝，女，汉族，本科学历。

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