生活中的力學(xué)實(shí)例2教案文檔

汽車(chē)的安全氣囊是怎樣的呢？安全氣囊在車(chē)輛發(fā)生碰撞時(shí)能夠起到緩沖作用，從而降低撞擊對(duì)車(chē)內(nèi)乘客造成的傷害。很多人將安全氣囊等同于ＳＲＳ，這是不準(zhǔn)確的，其實(shí)安全氣囊只是ＳＲＳ的一種。ＳＲＳ是英文ＳｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌＲｅｓｔｒａｉｎｔＳｙｓｔｅｍ的縮寫(xiě)，中文含義是輔助防護(hù)系統(tǒng)，常見(jiàn)的輔助防護(hù)系統(tǒng)有安全氣囊和安全帶。在很多汽車(chē)的轉(zhuǎn)向盤(pán)上和儀表板右側(cè)雜物箱上方都標(biāo)有ＳＲＳ或ＡＩＲＢＡＧ，這表示有安全氣囊安裝在此處。

安全氣囊系統(tǒng)的組成安全氣囊系統(tǒng)主要包括碰撞傳感器、氣囊電腦、系統(tǒng)指示燈、氣囊組件以及連接線(xiàn)路，氣囊組件主要包括氣囊、氣體發(fā)生器以及點(diǎn)火器等。

（１）碰撞傳感器對(duì)于各汽車(chē)制造廠(chǎng)生產(chǎn)的車(chē)輛，碰撞傳感器的安裝位置不盡相同，而且碰撞傳感器的名稱(chēng)也不統(tǒng)一，例如有些碰撞傳感器按照工作原理也稱(chēng)為加速度傳感器。①按照用途的不同，碰撞傳感器分為觸發(fā)碰撞傳感器和防護(hù)碰撞傳感器。觸發(fā)碰撞傳感器也稱(chēng)為碰撞強(qiáng)度傳感器，用于檢測(cè)碰撞時(shí)的減速度或慣性，并將碰撞信號(hào)傳給氣囊電腦，作為氣囊電腦的觸發(fā)信號(hào)；防護(hù)碰撞傳感器也稱(chēng)為安全碰撞傳感器，它與觸發(fā)碰撞傳感器串聯(lián)，用于防止氣囊誤爆。②按照結(jié)構(gòu)的不同，碰撞傳感器分為機(jī)電式碰撞傳感器、電子式碰撞傳感器以及機(jī)械式碰撞傳感器。防護(hù)碰撞傳感器一般采用電子式結(jié)構(gòu)，觸發(fā)碰撞傳感器一般采用機(jī)電結(jié)合式結(jié)構(gòu)或機(jī)械式結(jié)構(gòu)。機(jī)電結(jié)合式碰撞傳感器是利用機(jī)械的運(yùn)動(dòng)（滾動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)）來(lái)控制電氣觸點(diǎn)動(dòng)作，再由觸點(diǎn)斷開(kāi)和閉合來(lái)控制氣囊電路的接通和切斷，常見(jiàn)的有滾球式和偏心錘式碰撞傳感器。電子式碰撞傳感器沒(méi)有電氣觸點(diǎn)，目前常用的有電阻應(yīng)變式和壓電效應(yīng)式２種。機(jī)械式碰撞傳感器常見(jiàn)的有水銀開(kāi)關(guān)式，它是利用水銀導(dǎo)電的特性來(lái)控制氣囊電路的接通和切斷。③對(duì)于早期的汽車(chē)，一般設(shè)有多個(gè)觸發(fā)碰撞傳感器，安裝位置一般在車(chē)身的前部和中部，例如車(chē)身兩側(cè)的翼子板內(nèi)側(cè)、前照燈支架下面以及發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器支架兩側(cè)等部位。隨著碰撞傳感器制造技術(shù)的發(fā)展，有些汽車(chē)將觸發(fā)碰撞傳感器安裝在氣囊電腦內(nèi)。防護(hù)碰撞傳感器一般都與氣囊電腦組裝在一起，多數(shù)安裝在駕駛艙內(nèi)中央控制臺(tái)下面。

（２）氣囊電腦它是氣囊系統(tǒng)的核心部件，大多安裝在駕駛艙內(nèi)中央控制臺(tái)下面。氣囊爆炸后，在氣囊電腦中會(huì)存儲(chǔ)碰撞數(shù)據(jù)和故障碼，這些故障碼用普通儀器無(wú)法清除。為了保證氣囊工作的可靠性，很多汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家建議氣囊電腦一次性使用。但是氣囊電腦的價(jià)格很高，因此很多具有氣囊電腦數(shù)據(jù)修復(fù)功能的儀器被開(kāi)發(fā)出來(lái)，通過(guò)讀取并修復(fù)碰撞數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)氣囊電腦的再次使用。需要注意的是，配件市場(chǎng)上存在將修復(fù)電腦作為新配件銷(xiāo)售的情況，購(gòu)買(mǎi)配件時(shí)應(yīng)注意。氣囊電腦氣囊系統(tǒng)有２個(gè)電源，即汽車(chē)電源（蓄電池和發(fā)電機(jī)）和備用電源，備用電源電路由電源控制電路和若干電容器組成。當(dāng)汽車(chē)發(fā)生碰撞導(dǎo)致蓄電池和發(fā)電機(jī)與氣囊系統(tǒng)斷開(kāi)時(shí)，備用電源在一定時(shí)間內(nèi)（一般為６ｓ）可以維持氣囊系統(tǒng)供電。在維修氣囊系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意備用電源的作用，在斷開(kāi)蓄電池電源后仍需要等待一段時(shí)間以使備用電源放電，具體等待時(shí)間請(qǐng)參閱相關(guān)維修手冊(cè)。"請(qǐng)別把車(chē)開(kāi)這么快"中的物理生活場(chǎng)景

這兩天，發(fā)生在身邊的一場(chǎng)交通事故讓很多人揪心：濱江區(qū)聞濤路一輛飛速行駛的小車(chē)，因速度太快失去控制，車(chē)子先是往內(nèi)側(cè)偏過(guò)去，碰撞之后又偏向了外測(cè)，迅速撞上江邊護(hù)欄，撞上了正在江邊散步的一對(duì)年輕夫妻，兩人不幸身亡，撇下了出生僅五個(gè)月的兒子。

知識(shí)鏈接

摩擦力的變化在汽車(chē)行駛過(guò)程中得到了充分的體現(xiàn)。盡管輪子是轉(zhuǎn)動(dòng)的，但是在高中物理認(rèn)為，車(chē)輪和地面的關(guān)系還是一種靜摩擦。靜摩擦力是可變的，也就是說(shuō)駕駛員給多大的制動(dòng)力，那么通過(guò)輪胎就能提供多大的制動(dòng)力?？绍?chē)速一快，前方出現(xiàn)緊急情況時(shí)，駕駛員第一反應(yīng)是緊急踩下剎車(chē)，這時(shí)候一旦發(fā)生車(chē)輪“抱死”，車(chē)子就變成了滑行，靜摩擦力變成了滑動(dòng)摩擦力，而滑動(dòng)摩擦力要遠(yuǎn)小于最大靜摩擦力，所以輪胎就失去了“抓地”，新司機(jī)經(jīng)驗(yàn)不足，車(chē)子就容易發(fā)生失控現(xiàn)象。所以，開(kāi)車(chē)速度快是最大原因。

再扯開(kāi)來(lái)說(shuō)，細(xì)心的人會(huì)發(fā)現(xiàn)，我們身邊的汽車(chē)外殼，一般都是偏軟的，而不是硬邦邦的。這是因?yàn)榱κ窍嗷サ?，外殼偏軟，能在一定程度緩沖汽車(chē)碰撞造成的沖擊力。

思路解析

生活中的物理知識(shí)很多很多，比如扶梯就涉及一個(gè)相對(duì)速度的問(wèn)題，汽車(chē)就涉及慣性的問(wèn)題。學(xué)生要善于觀(guān)察生活，聯(lián)系生活，平時(shí)多積累這方面的知識(shí)，以后碰到就得心應(yīng)手了。平時(shí)學(xué)生中，學(xué)生可能會(huì)以理論知識(shí)居多，碰到類(lèi)似的生活場(chǎng)景或接觸到這種題目，會(huì)覺(jué)得很難很繁瑣，不知從何下手。其實(shí)并不然！關(guān)鍵就是要抓住場(chǎng)景中的關(guān)鍵因素，與課堂內(nèi)的知識(shí)掛起鉤來(lái)，兩者之間建立起“知識(shí)模型”，就能很好解答“生活題”了。生活中應(yīng)對(duì)雪災(zāi)的措施對(duì)于席卷我國(guó)南方的冰雪災(zāi)害，中央氣象臺(tái)連續(xù)發(fā)出暴雪橙色和紅色警報(bào)。專(zhuān)家認(rèn)為，對(duì)付雪災(zāi)，氣象部門(mén)已經(jīng)總結(jié)出了行之有效的辦法。在習(xí)慣了氣候溫暖、多年不見(jiàn)雪的南方省份，了解的人卻不多。

在湖南，連日來(lái)有人因?yàn)?zāi)死亡，傷病員超過(guò)１０．５萬(wàn)人，數(shù)以萬(wàn)計(jì)的人被大雪圍困在機(jī)場(chǎng)、車(chē)站和高速公路上，大批牲畜被凍死。災(zāi)損如此嚴(yán)重，與天災(zāi)有關(guān)，但也牽涉到群眾、單位的防范意識(shí)。記者就此采訪(fǎng)了湖南省氣象臺(tái)和湖南省氣象學(xué)會(huì)，了解到很多應(yīng)對(duì)雪災(zāi)的措施，值得引起重視。

首先，雪災(zāi)來(lái)臨之前，要注意關(guān)于暴雪的最新預(yù)報(bào)、預(yù)警信息；要準(zhǔn)備好融雪、掃雪工具和設(shè)備；要減少車(chē)輛外出；要了解機(jī)場(chǎng)、高速公路、碼頭、車(chē)站的停航或者關(guān)閉信息，及時(shí)調(diào)整出行計(jì)劃；要儲(chǔ)備食物和水；要遠(yuǎn)離不結(jié)實(shí)、不安全的建筑物；要為牲畜備好糧草并收回野外放牧的牲畜；對(duì)農(nóng)作物要采取防凍措施。

雪災(zāi)一旦發(fā)生，應(yīng)該積極應(yīng)對(duì)：要做好道路掃雪和融雪工作，居民和商鋪也要積極配合，“各人自?huà)唛T(mén)前雪”是必要的；外出時(shí)要采取防寒和保暖措施，在冰凍嚴(yán)重的南方，盡量別穿硬底鞋和光滑底的鞋，給鞋套上舊棉襪，是很多人在這場(chǎng)冰雪災(zāi)害中摸索出來(lái)的好辦法；駕車(chē)出行，慢速、主動(dòng)避讓、保持車(chē)距、少踩剎車(chē)、服從交警指揮和注意看道路安全提示是關(guān)鍵；給非機(jī)動(dòng)車(chē)輪胎稍許放點(diǎn)氣，以增加輪胎與路面摩擦力，也能防滑。

如果遭遇了暴風(fēng)雪突襲，除了上述注意事項(xiàng)外，要特別注意遠(yuǎn)離廣告牌、臨時(shí)建筑物、大樹(shù)、電線(xiàn)桿和高壓線(xiàn)塔架；路過(guò)橋下、屋檐等處，要小心觀(guān)察或者干脆繞道走，因?yàn)閺纳厦娴袈涞谋?，在重力加速度作用下，殺傷力不次于刀劍。潛水艇和魚(yú)如何實(shí)現(xiàn)上浮和下沉

潛水艇是通過(guò)改變自身的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮和下潛。

潛艇主壓載水艙水增多時(shí)，增加重量，當(dāng)重量大于水所產(chǎn)生的浮力時(shí)，即從水面潛入水下。用壓縮空氣把主壓載水艙內(nèi)的一部分水排出，重量減小，當(dāng)自身重力小于水產(chǎn)生的浮力時(shí)，即從水下浮出水面。艇內(nèi)設(shè)有專(zhuān)門(mén)的裝置調(diào)整水艙，用于注入或排出適量的水，以調(diào)整因物資、彈藥的消耗和海水密度的改變而引起的潛艇水下浮力的變化。艇首、艇尾還設(shè)有縱傾平衡水艙，通過(guò)調(diào)整首、尾平衡水艙水量以消除潛艇在水下可能產(chǎn)生的縱傾。

而魚(yú)不同，它是靠改變自身體積，而改變自身密度來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮和下潛的。魚(yú)想下潛時(shí)，魚(yú)就把魚(yú)鰾內(nèi)的一部分氣體排出體外，體積減小，密度增大，當(dāng)密度大于水的密度時(shí)，魚(yú)就潛入水下。當(dāng)魚(yú)想浮上水面時(shí)就把鰓濾出的一部分氣體放入魚(yú)鰾內(nèi)，魚(yú)體積就會(huì)增大，當(dāng)魚(yú)密度小于水密度時(shí)，魚(yú)就會(huì)浮出水面?；┌宓慕Y(jié)構(gòu)與特點(diǎn)滑雪板通常由多層結(jié)構(gòu)組成，主要包括彈性板材，抗扭力的盒形結(jié)構(gòu)，板芯，玻璃纖維復(fù)合材料，高分子材料底板，金屬邊刃等。

在選擇滑雪板的長(zhǎng)度時(shí)，最長(zhǎng)應(yīng)以不超過(guò)本人手臂上舉時(shí)手腕部高度為限，最短不應(yīng)短于胯部。選擇長(zhǎng)的滑雪板，使用起來(lái)速度快，穩(wěn)定性好，短的滑雪板速度慢，易顫動(dòng)，穩(wěn)定性低。

對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，太長(zhǎng)的滑雪板不容易控制，轉(zhuǎn)彎較困難，不利于提高自己的技術(shù)水平。根據(jù)本人經(jīng)驗(yàn)，初學(xué)者最好以自己的身高再加5厘米左右即可。由于滑雪板的規(guī)格是以5厘米為進(jìn)制，所以在選擇時(shí)應(yīng)視實(shí)際情況而定，例如170厘米身高，應(yīng)選175厘米板長(zhǎng)。而173厘米身高，應(yīng)選擇180厘米板長(zhǎng)?；┌宓膹椥杂写笥行?，初學(xué)者應(yīng)選用彈性較大的滑雪板，因?yàn)檫@種滑雪板遇到不平的雪面時(shí)不易顛簸，制動(dòng)效果也較好，操作起來(lái)比較容易，使初學(xué)者很快就能掌握基本的滑雪方法。

技術(shù)好的滑雪者可以選擇長(zhǎng)一點(diǎn)，彈性小一點(diǎn)，稍微重一些的滑雪板，它可以增加滑行中的穩(wěn)定性，使滑雪板的金屬邊刃緊緊地卡在雪面上，有利于滑雪者充分地操縱滑雪板，滑出漂亮的弧形?；┌宓装宓牟牧现饕伤芰匣蚋叻肿幽猃埐牧现瞥?，高分子材料的底板摩擦系數(shù)小，比塑料底板要好?；┌宓倪吶幸S時(shí)保持鋒利，這樣在你對(duì)它施加重力時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生側(cè)滑。據(jù)說(shuō)專(zhuān)業(yè)滑雪運(yùn)動(dòng)員使用的滑雪板其邊刃可以刮胡子。

滑雪板與地面接觸面積大，在壓力不變的情況下壓強(qiáng)小，這是初中物理壓強(qiáng)減小的一個(gè)應(yīng)用?；┱鹊慕Y(jié)構(gòu)與特點(diǎn)滑雪杖是我們滑雪時(shí)用來(lái)支撐前進(jìn)、控制平衡、引導(dǎo)變向、支撐身體的。除跳臺(tái)滑雪、空中技巧滑雪、單板滑雪外，其他項(xiàng)目都使用滑雪杖，是滑雪者控制重心必不可少的一件工具。

我們?cè)谶x擇時(shí)應(yīng)以質(zhì)輕、不易斷折、平衡感好、適合自己身高為原則。一般由攔雪輪起算,最長(zhǎng)不過(guò)肩,最短不低于脅下?？蓪⒂诖┻^(guò)皮手環(huán),握杖揮動(dòng)稱(chēng)手為佳。一般分為高山杖、越野杖和自由滑雪芭蕾杖。一般以本人手臂下垂后肘部距地面的高度作為選擇滑雪杖的長(zhǎng)度。初學(xué)者可選擇稍長(zhǎng)一點(diǎn)的滑雪杖，待技術(shù)提高后，再選擇短一些的滑雪杖。一般滑雪杖的長(zhǎng)度在90——125cm。

滑雪杖上要有佩帶，它可套在手腕上，防止脫落。雪輪可防止滑雪杖在雪里插得過(guò)深，在高速滑行的瞬間給滑雪者一個(gè)穩(wěn)定的支點(diǎn)。ABS-汽車(chē)防抱死裝置簡(jiǎn)介一、ABS的應(yīng)用

世界上第一臺(tái)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS(Ant-ilockBrakeSystem),在1950年問(wèn)世，首先被應(yīng)用在航空領(lǐng)域的飛機(jī)上，1968年開(kāi)始研究在汽車(chē)上應(yīng)用。70年代，由于歐美七國(guó)生產(chǎn)的新型轎車(chē)的前輪或前后輪開(kāi)始采用盤(pán)式制動(dòng)器，促使了ABS在汽車(chē)上的應(yīng)用。1980年后，電腦控制的ABS逐漸在歐洲、美國(guó)及亞洲日本的汽車(chē)上迅速擴(kuò)大。到目前為止，一些中高級(jí)豪華轎車(chē)，如西德的奔馳、寶馬、雅迪、保時(shí)捷、歐寶等系列，英國(guó)的勞斯來(lái)斯、捷達(dá)、路華、賓利等系列，意大利的法拉利、的愛(ài)快、領(lǐng)先、快意等系列，法國(guó)的波爾舍系列，美國(guó)福特的TX3、30X、紅慧星及克萊斯勒的帝王、紐約豪客、男爵、道奇、順風(fēng)等系列，日本的思域，凌志、豪華本田、奔躍、俊朗、淑女300Z等系列，均采用了先進(jìn)的ABS。到1993年，美國(guó)在轎車(chē)上安裝ABS已達(dá)46%，現(xiàn)今在世界各國(guó)生產(chǎn)的轎車(chē)中有近75%的轎車(chē)應(yīng)用ABS。

現(xiàn)今全世界已有本迪克斯、本迪克斯、波許、摩根.戴維斯、海斯.凱爾西、蘇麥湯姆、本田、日本無(wú)限等許多公司生產(chǎn)ABS，它們中又有整體和非整體之分。預(yù)計(jì)隨著轎車(chē)的迅速發(fā)展，將會(huì)有更多的廠(chǎng)家生產(chǎn)。

二、ABS的功用

制動(dòng)性能是汽車(chē)主要性能之一，它關(guān)系到行車(chē)安全性。評(píng)價(jià)一輛汽車(chē)的制動(dòng)性能最基本的指標(biāo)是制動(dòng)加速度、制動(dòng)距離、制動(dòng)時(shí)間及制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性。

制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性，是指汽車(chē)制動(dòng)時(shí)仍能按指定的方向的軌跡行駛。如果因?yàn)槠?chē)的緊急制動(dòng)（尤其是高速行駛時(shí)）而使車(chē)輪完全抱死，那是非常危險(xiǎn)的。若前輪抱死，將使汽車(chē)失去轉(zhuǎn)向能力；若后輪抱死，將會(huì)出現(xiàn)甩尾或調(diào)頭（跑偏、側(cè)滑）尤其在路面濕滑的情況下，對(duì)行車(chē)安全造成極大的危害。

汽車(chē)的制動(dòng)力取決于制動(dòng)器的摩擦力，但能使汽車(chē)制動(dòng)減速的制動(dòng)力，還受地面附著系數(shù)的制約。當(dāng)制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力增大到一定值時(shí)，汽車(chē)輪胎將在地面上出現(xiàn)滑移。其滑移率

δ＝(Vt-Va)/Vt×100％

式中：δ--滑移率；Vt--汽車(chē)的理論速度；Va--汽車(chē)的實(shí)際速度。

據(jù)試驗(yàn)證實(shí)，當(dāng)車(chē)輪滑移率δ＝15％一20％時(shí)附著系數(shù)達(dá)到最大值，因此，為了取得最佳的制動(dòng)效果，一定要控制其滑移率在15％一20％范圍內(nèi)。

ABS的功能即在車(chē)輪將要抱死時(shí)，降低制動(dòng)力，而當(dāng)車(chē)輪不會(huì)抱死時(shí)又增加制動(dòng)力，如此反復(fù)動(dòng)作，使制動(dòng)效果最佳。

三、ABS的兩種控制方式

1．雙參數(shù)控制

雙參數(shù)控制的ABS，由車(chē)速傳感器(測(cè)速雷達(dá))、輪速傳感器、控制裝置(電腦)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。

其工作原理是車(chē)速傳感器和輪速傳感器，分別將車(chē)速和輪速信號(hào)輸入電腦，由電腦計(jì)算出實(shí)際滑移率，并與理想滑移率15％一20％作比較，再通過(guò)電磁閥增減制動(dòng)器的制動(dòng)力。

這種曳速傳感器常用多普勒測(cè)速雷達(dá)。當(dāng)汽車(chē)行駛時(shí)，多普勒雷達(dá)天線(xiàn)以一定頻率不斷向地面發(fā)射電磁波，同時(shí)又接收反射回來(lái)的電磁波，測(cè)量汽車(chē)?yán)走_(dá)發(fā)射與接收的差值，便可以準(zhǔn)確計(jì)算出汽車(chē)車(chē)速。而輪速傳感器裝在變速器外殼，由變速器輸出軸驅(qū)動(dòng)，它是一個(gè)脈沖電機(jī)，所產(chǎn)生的頻率與輪速成正比。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電磁閥及繼電器等組成。電磁閥調(diào)整制動(dòng)力，以便保持理想的滑移率。

這種ABS可保證滑移率的理想控制，防抱制動(dòng)性能好，但由于增加了一個(gè)測(cè)速雷達(dá)，因此結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本也較高。

2．單參數(shù)控制

它以控制車(chē)輪的角減速度為對(duì)象，控制車(chē)輪的制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)防抱死制動(dòng)，其結(jié)構(gòu)主要由輪速傳感器、控制器(電腦)及電磁閥組成。

輪速傳感器由傳感器和齒圈鋼環(huán)組成(見(jiàn)圖2)

電纜2．永磁體3．外殼4，傳感線(xiàn)圈5，極軸6．齒圈

為了準(zhǔn)確無(wú)誤地測(cè)量輪速，傳感頭與車(chē)輪齒圈間應(yīng)留有1mm間隙。為避免水、泥、灰塵對(duì)傳感器的影響，安裝前應(yīng)將傳感器加注黃油。

電磁閥用于車(chē)輪制動(dòng)器的壓力調(diào)節(jié)。對(duì)于四通道制動(dòng)系統(tǒng)，一個(gè)車(chē)輪圈有一個(gè)電磁閥；三通道制動(dòng)系統(tǒng)，每個(gè)前輪擁有一個(gè)，兩個(gè)后輪共用一個(gè)。電磁閥有三個(gè)液壓孔，分別與制動(dòng)主缸與車(chē)輪制動(dòng)分缸相連，并能實(shí)現(xiàn)壓力升高、壓力保持、壓力降低的調(diào)壓功能。工作原理如下。

1)升壓在電磁閥不工作時(shí)，制動(dòng)主缸接口和各制動(dòng)分缸接口直通。由于主彈簧強(qiáng)度大，使進(jìn)油閥開(kāi)啟，制動(dòng)器壓力增加。

2)壓力保持當(dāng)車(chē)輪的制動(dòng)分缸中的壓力增長(zhǎng)到一定值時(shí)，進(jìn)油閥切斷關(guān)閉。支架就保持在中間狀態(tài)，三個(gè)孔間相互密封，保持制動(dòng)壓力。

3)降壓當(dāng)電磁閥工作時(shí)，支架克服兩個(gè)彈簧的彈力，打開(kāi)卸荷肉使制動(dòng)分缸壓力降低。壓力一旦降低，電磁閥就轉(zhuǎn)換到壓力保持狀態(tài)，或升壓的準(zhǔn)備狀態(tài)。

控制裝置ECU的主要任務(wù)是把各車(chē)輪的傳感器傳回來(lái)的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算、分析、放大和判別，再由輸出級(jí)將指令信號(hào)輸出到電磁閥，去執(zhí)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)任務(wù)。電子控制裝置，由四大部分組成，輸入級(jí)A、控制器B、輸出級(jí)C，穩(wěn)壓與保護(hù)裝置D。

電子控制器以4－101Hz的頻率驅(qū)動(dòng)電磁閥，這是駕駛員無(wú)法做到的。

這種單參數(shù)控制方式的ABS，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，故目前使用較廣。

在美國(guó)克萊斯勒型高級(jí)轎車(chē)中大多配備了這種單參數(shù)控制方式的ABS。它在轎車(chē)的四個(gè)輪上都裝有輪速傳感器。結(jié)構(gòu)如圖4。

分配閥(見(jiàn)圖5)是一個(gè)三通道的分配閥，它位于制動(dòng)油泵總成的下方。

在車(chē)輪軸上安裝有45齒或100齒的齒圈，輪速傳感器的傳感頭裝在齒圈的頂上。當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使傳感器不斷產(chǎn)生電壓信號(hào)，并輸入電腦，與RoM中理想速度比較，算出車(chē)輪的增速或減速，向電磁閥發(fā)出升壓或卸壓的指令，以控制制動(dòng)分缸制動(dòng)力。

四、ABS使用中注意的問(wèn)題

（1）更換制動(dòng)器或更換液壓制動(dòng)系部件后，應(yīng)排凈制動(dòng)管路中的空氣，以免影響制動(dòng)系統(tǒng)的正常工作。

（2）裝有ABS的汽車(chē)，每年應(yīng)更換一次制動(dòng)液。否則，制動(dòng)液吸濕性很強(qiáng)，含水后不僅會(huì)降低沸點(diǎn)，產(chǎn)生腐蝕，而且還會(huì)造成制動(dòng)效能衰退。

（3）檢查ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)前應(yīng)先拔去電源。運(yùn)動(dòng)中汽車(chē)要保持車(chē)距前后行駛的車(chē)輛之間要保持一定的距離，距離的多少要根據(jù)汽車(chē)行駛速度、駕駛員的反應(yīng)時(shí)間、汽車(chē)的制動(dòng)功能、路面情況而定。

反應(yīng)時(shí)間就是駕駛員看到情況后做出反應(yīng)，并產(chǎn)生操作的時(shí)間，與駕駛員的身體狀況、注意力集中程度有關(guān)。

制動(dòng)功能與汽車(chē)本身性能有關(guān)，還有受到路面情況的影響。千萬(wàn)不可忽視汽車(chē)會(huì)臨時(shí)出現(xiàn)故障。

路面情況要考慮雨天、下雪天、結(jié)冰、沙石、稻草等影響，有這些情況時(shí)，路面的摩擦力減小，制動(dòng)的距離會(huì)大大增長(zhǎng)。自行車(chē)身上的力學(xué)知識(shí)自行車(chē)在我國(guó)是很普及的代步和運(yùn)載工具。在它的“身上”運(yùn)用了許多力學(xué)知識(shí)，

1．測(cè)量中的應(yīng)用

在測(cè)量跑道的長(zhǎng)度時(shí)，可運(yùn)用自行車(chē)。如普通車(chē)輪的直徑為0.71米或0.66米。那么轉(zhuǎn)過(guò)一圈長(zhǎng)度為直徑乘圓周率π，即約2.23米或2.07米，然后，讓車(chē)沿著跑道滾動(dòng)，記下滾過(guò)的圈數(shù)n，則跑道長(zhǎng)為n×2.23米或n×2.07米。

2．力和運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用

(1)減小與增大摩擦。

車(chē)的前軸、中軸及后軸均采用滾動(dòng)以減小摩擦。為更進(jìn)一步減小摩擦，人們常在這些部位加潤(rùn)滑劑。

多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。如車(chē)的外胎，車(chē)把手塑料套，蹬板套、閘把套等。變滾動(dòng)摩擦為滑動(dòng)摩擦以增大摩擦。如在剎車(chē)時(shí)，車(chē)輪不再滾動(dòng)，而在地面上滑動(dòng)，摩擦大大增加了，故車(chē)可迅速停駛。而在剎車(chē)的同時(shí)，手用力握緊車(chē)閘把，增大剎車(chē)皮對(duì)鋼圈的壓力以達(dá)到制止車(chē)輪滾動(dòng)的目的。

(2)彈簧的減震作用。

車(chē)的座墊下安有許多根彈簧，利用它的緩沖作用以減小震動(dòng)。

3．壓強(qiáng)知識(shí)的應(yīng)用

(1)自行車(chē)車(chē)胎上刻有載重量。如車(chē)載過(guò)重，則車(chē)胎受到壓強(qiáng)太大而被壓破。

(2)座墊呈馬鞍型，它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強(qiáng)，使人騎車(chē)不易感到疲勞。

4．簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)的應(yīng)用

自行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中的車(chē)閘把與連桿是一個(gè)省力杠桿，可增大對(duì)剎車(chē)皮的拉力。自行車(chē)為了省力或省距離，還使用了輪軸：腳蹬板與鏈輪牙盤(pán)；后輪與飛輪及龍頭與轉(zhuǎn)軸等。

5．功、機(jī)械能的知識(shí)運(yùn)用

(1)根據(jù)功的原理：省力必定費(fèi)距離。因此人們?cè)谏掀聲r(shí)，常騎“S形”路線(xiàn)就是這個(gè)道理。

(2)動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。

如騎車(chē)上坡前，人們往往要加緊蹬幾下，就容易上去些，這里是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能。而騎車(chē)下坡，不用蹬，車(chē)速也越來(lái)越快，此為勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

6．慣性定律的運(yùn)用

快速行駛的自行車(chē)，如果突然把前輪剎住，后輪為什么會(huì)跳起來(lái)。這是因?yàn)榍拜喪艿阶枇Χ蝗煌Ｖ惯\(yùn)動(dòng)，但車(chē)上的人和后輪沒(méi)有受到阻力，根據(jù)慣性定律，人和后輪要保持繼續(xù)向前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以后輪會(huì)跳起來(lái)。

切記下坡或高速行駛時(shí)，不能單獨(dú)用自行車(chē)的前閘剎車(chē)，否則會(huì)出現(xiàn)翻車(chē)事故！螞蟻從高處落下來(lái)為什么摔不死?眾所周知，人從樓上掉下摔不死也會(huì)摔成重傷，可是螞蟻從高處落下卻會(huì)安然無(wú)恙，你知道其中的密秘嗎？

原來(lái)是這樣：物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到空氣的阻力，其阻力的大小與物體和空氣接觸的表面積大小有關(guān)。越小的物體其表面積大小和重力大小的比值越大，即阻力越容易和重力相平衡，從而不致于下降的速度越來(lái)越大，也就是說(shuō)微小的物體可以在空氣中以很小的速度下落，所以螞蟻落地時(shí)速度很小，不致于摔死。

我們還可以設(shè)想一種方法使螞蟻摔死：把螞蟻放在一根真空的長(zhǎng)玻璃管中。當(dāng)螞蟻在這種管子中下落時(shí)，因?yàn)闆](méi)有空氣阻力，如果管子足夠長(zhǎng)，螞議就有可能摔死。

火車(chē)頭做得輕些好嗎?這可不行！

原因倒不是因?yàn)椴牧虾图夹g(shù)不允許，而是，火車(chē)頭一旦做的輕了，它對(duì)后面車(chē)廂的拉力就會(huì)明顯減少。

火車(chē)頭對(duì)車(chē)廂的拉力來(lái)源于火車(chē)車(chē)輪和鐵軌之間的摩擦力。當(dāng)火車(chē)前進(jìn)時(shí)，車(chē)輪向后推鐵軌，鐵軌反過(guò)來(lái)向前推車(chē)輪。這個(gè)相互推的力產(chǎn)生在車(chē)輪與鐵軌相接觸的地方，叫做摩擦力。

摩擦力的大小與兩物體（車(chē)輪與鐵軌）壓緊的力的大小有關(guān)，若是火車(chē)頭做的輕便了，那么這個(gè)壓緊的力就減小了，火車(chē)就拉不動(dòng)后面的車(chē)廂了，你說(shuō)是嗎？為什么旋轉(zhuǎn)球不走直線(xiàn)罰點(diǎn)球的隊(duì)員把球踢出去后，對(duì)方守門(mén)員朝著來(lái)球的方向撲去，但是球在半途中改變了方向，繞過(guò)守門(mén)員射進(jìn)了球門(mén)，球場(chǎng)上響起了一片喝采聲……

這種被解說(shuō)員稱(chēng)為“香蕉球”的射門(mén)技巧是由于射出的球高速旋轉(zhuǎn)而形成的，但為什么旋轉(zhuǎn)的球體就不走直線(xiàn)了呢？這就要用空氣動(dòng)力學(xué)中一條重要結(jié)論來(lái)解釋了。這條結(jié)論簡(jiǎn)述為：物體在流體中運(yùn)動(dòng)，它周?chē)牧黧w相對(duì)它流速越大處壓強(qiáng)就越小，當(dāng)球如圖所示的方向旋轉(zhuǎn)著前進(jìn)時(shí)，球的左側(cè)面的氣流相對(duì)球面來(lái)說(shuō)流動(dòng)速度較小，這時(shí)球左側(cè)的壓強(qiáng)大于右側(cè)，則球受了一個(gè)向右的力，所以球從對(duì)方大門(mén)右側(cè)射入。

流體力學(xué)的這條規(guī)律有多種應(yīng)用，如飛機(jī)機(jī)翼的斷面設(shè)計(jì)成上凸下平、噴霧器插在藥液中的細(xì)管等跳高時(shí)為什么要助跑在體育比賽中，跳遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)員選擇較長(zhǎng)的助跑距離，而跳高運(yùn)動(dòng)員的助跑距離則要短得多。如果選擇較長(zhǎng)的助跑距離，是否就跳不高呢？

跳高運(yùn)動(dòng)員能騰起越過(guò)橫桿，靠的是助跑的慣性力和起跳蹬地的支撐反作用力。由于慣性力的方向是水平向前的，而支撐反作用力是垂直（或近似垂直）向上的，所以起跳后的身體重心沿著一個(gè)拋物線(xiàn)軌跡運(yùn)動(dòng)。這個(gè)拋物線(xiàn)軌跡的高度，取決于起跳時(shí)騰起初速度和騰起角的大小，也就是說(shuō)，騰起初速度和騰起角是增加跳高高度的關(guān)鍵。一般說(shuō)來(lái)，應(yīng)該盡可能增大這兩項(xiàng)數(shù)值。最大騰起角為90度。然而，由于跳高不是單純的垂直向上運(yùn)動(dòng)，越過(guò)橫桿還必須有一個(gè)向前的力量；再則，還須充分利用水平速度來(lái)增大騰起初速度，因此，騰起角應(yīng)小于90度。至于騰起初速度，則和運(yùn)動(dòng)員的素質(zhì)和技術(shù)的熟練程度密切相關(guān)。騰起初速度越大，跳得就越高。當(dāng)騰起角一定時(shí)，騰起初速度是起決定作用的。慣性故事——薩爾維阿蒂的大船經(jīng)典物理學(xué)是從否定亞里士多德的時(shí)空觀(guān)開(kāi)始的。當(dāng)時(shí)曾有過(guò)一場(chǎng)激烈的爭(zhēng)論。贊成哥白尼學(xué)說(shuō)的人主張地球在運(yùn)動(dòng)，維護(hù)亞里土多德----托勒密體系的人則主張地靜說(shuō)。地靜派有一條反對(duì)地動(dòng)說(shuō)的強(qiáng)硬理由：如果地球是在高速地運(yùn)動(dòng)，為什么在地面上的人一點(diǎn)也感覺(jué)不出來(lái)呢？這的確是不能回避的一個(gè)問(wèn)題。

1632年，伽利略出版了他的名著《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話(huà)》。書(shū)中那位地動(dòng)派的“薩爾維蒂”(圖4-1)對(duì)上述問(wèn)題給了一個(gè)徹底的回答。他說(shuō)：“把你和一些朋友關(guān)在一條大船甲板下的主艙里，讓你們帶著幾只蒼蠅、蝴蝶和其他小飛蟲(chóng)，艙內(nèi)放一只大水碗，其中有幾條魚(yú)。然后，掛上一個(gè)水瓶，讓水一滴一滴地滴到下面的一個(gè)寬口罐里。船停著不動(dòng)時(shí)，你留神觀(guān)察，小蟲(chóng)都以等速向艙內(nèi)各方向飛行，魚(yú)向各個(gè)方向隨便游動(dòng)，水滴滴進(jìn)下面的罐中，你把任何東西

扔給你的朋友時(shí)，只要距離相等，向這一方向不必比另一方向用更多的力。你雙腳齊跳，無(wú)論向哪個(gè)方向跳過(guò)的距離都相等。當(dāng)你仔細(xì)地觀(guān)察這些事情之后，再使船以任何速度前進(jìn)，只要運(yùn)動(dòng)是勻速，也不忽左忽右地?cái)[動(dòng)，你將發(fā)現(xiàn)。所有上述現(xiàn)象絲毫沒(méi)有變化。你也無(wú)法從其中任何一個(gè)現(xiàn)象來(lái)確定，船是在運(yùn)動(dòng)還是停著不動(dòng)。即使船運(yùn)動(dòng)得相當(dāng)快，在跳躍時(shí)，你將和以前一樣，在船底板上跳過(guò)相同的距離，你跳向船尾也不會(huì)比跳向船頭來(lái)得遠(yuǎn)。雖然你跳到空中時(shí)，腳下的船底板向著你跳的相反方向移動(dòng)。你把不論什么東西扔給你的同伴時(shí)，不論他是在船頭還是在船尾，只要你自己站在對(duì)面，你也并不需要用更多的力。水滴將象先前一樣，滴進(jìn)下面的罐子，一滴也不會(huì)滴向船尾。雖然水滴在空中時(shí)，船已行駛了許多柞。魚(yú)在水中游向水碗前部所用的力并不比游向水碗后部來(lái)得大；它們一樣悠閑地游向放在水碗邊緣任何地方的食餌。最后，蝴蝶和蒼蠅繼續(xù)隨便地到處飛行。它們也決不會(huì)向船尾集中，并不因?yàn)樗鼈兛赡荛L(zhǎng)時(shí)間留在空中，脫離開(kāi)了船的運(yùn)動(dòng)，為趕上船的運(yùn)動(dòng)而顯出累的樣子?！?/p>

薩爾維阿蒂的大船道出了一條極為重要的真理，即：從船中發(fā)生的任何一種現(xiàn)象，你是無(wú)法判斷船究竟是在運(yùn)動(dòng)還是在停著不動(dòng)。現(xiàn)在稱(chēng)這個(gè)論斷為伽利略相對(duì)性原理。

用現(xiàn)代的語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，薩爾維阿蒂的大船就是一種所謂慣性參考系。就是說(shuō)，以不同的勻速運(yùn)動(dòng)著而又不忽左忽右擺動(dòng)的船都是慣性參考系。在一個(gè)慣性系中能看到的種種現(xiàn)象，在另一個(gè)慣性參考系中必定也能無(wú)任何差別地看到。亦即，所有慣性參考系都是平權(quán)的、等價(jià)的。我們不可能判斷哪個(gè)慣性參考系是處于絕對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，哪一個(gè)又是絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的。

伽利略相對(duì)性原理不僅從根本上否定了地靜派對(duì)地動(dòng)說(shuō)的非難，而且也否定了絕對(duì)空間觀(guān)念(至少在慣性運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi))。所以，在從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論的過(guò)渡中，許多經(jīng)典力學(xué)的觀(guān)念都要加以改變，唯獨(dú)伽利略相對(duì)性原理卻不僅不需要加以任何修正，而且成了狹義相對(duì)論的兩條基本原理之一。為什么橋都設(shè)計(jì)成凸形的?橋是不是不應(yīng)該設(shè)計(jì)成拱形向上的，而應(yīng)該設(shè)計(jì)成凹形的為好。因?yàn)槠?chē)在向下行駛之前具備一定的勢(shì)能，這個(gè)勢(shì)能可以幫助它順利地到達(dá)橋的那一端。可是拱形向上的橋卻沒(méi)有這個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

橋設(shè)計(jì)成向上的理由，是因?yàn)槠?chē)經(jīng)過(guò)橋中部時(shí)，橋所承受的壓力較?。欢啾戎?，凹形橋承受的壓力較大。

由于汽車(chē)經(jīng)過(guò)一個(gè)弧形的時(shí)候，需要有一個(gè)向心力F，它是由重力Mg和支承力N合成的。

在拱形橋：F=Mg-N∴N=Mg-F

在凹形橋：F=N-Mg∴N=F-Mg

由上述兩個(gè)式子可見(jiàn)，拱形橋的N較小，N是橋?qū)ζ?chē)的支承力，其大小等于汽車(chē)對(duì)橋的壓力。所以拱形橋?qū)虻慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)上有利。至于茜露的理由是對(duì)汽車(chē)而言，為了汽車(chē)能利用勢(shì)能節(jié)約一點(diǎn)汽油，反而改變橋的設(shè)計(jì)，這豈不是本末倒置了嗎？什么是氣墊船電視中的氣墊船大家早已見(jiàn)過(guò)，這一發(fā)明積于想盡可能減小交通工具與地面或軌道之間的摩擦阻力，從而節(jié)約能源和提高速度。

氣墊船設(shè)計(jì)的思路就是在船底下面產(chǎn)生一個(gè)氣墊，使船體與地面不直接接觸，好象懸在空中一樣。這個(gè)氣墊由發(fā)動(dòng)機(jī)從船體上方或四周吸進(jìn)空氣，然后由船體下方噴出。由于船底四周用橡膠帶圍襯，像個(gè)彈性裙子一樣，就形成了一個(gè)氣墊。

氣墊船的最大優(yōu)點(diǎn)是它在地面和水面上一樣行馳，在地面上行馳時(shí)也不需要修筑公路，非常方便。你會(huì)打秋千嗎你喜歡打秋千嗎？也許你很喜歡卻打不好。要知道，會(huì)打秋千的人，不用別人幫助推，就能越擺越高，而不會(huì)打秋千的人則始終也擺不起來(lái)，知道這是什么原因嗎？

請(qǐng)你仔細(xì)觀(guān)察一下會(huì)打秋千高手的動(dòng)作：

他從高處擺下來(lái)的時(shí)候身子是從直立到蹲下，而從最低點(diǎn)向上擺時(shí)，身子又從蹲下到直立起來(lái)。由于他從蹲下到站直時(shí)，重心升高，無(wú)形中就對(duì)自己做了功，增大了重力勢(shì)能。另外，在下降的過(guò)程中，因?yàn)槟_對(duì)秋千做了功，人和秋千的總能量也會(huì)增加。因而，每擺一次秋千，都使打秋千的人自身能量增加一些。如此循環(huán)往復(fù)，總能量越積越多，秋千就擺地越來(lái)越高了。你也試試看。你了解氣門(mén)芯嗎大家都知道自行車(chē)上有個(gè)“氣門(mén)芯”，但你知道它的設(shè)計(jì)非常巧妙嗎？如果有興趣，你可以把它從自行車(chē)上取下仔細(xì)研究一下。

“氣門(mén)芯”的主體是一小段上端中空，下端實(shí)心的柱體，在下端的側(cè)面開(kāi)一個(gè)小孔與中空部分相聯(lián)通。下面套上一段有彈性的細(xì)橡膠管就構(gòu)成專(zhuān)門(mén)芯的總體。其實(shí)它就是一個(gè)單向閥門(mén)，當(dāng)你給自行車(chē)胎打氣時(shí)，氣筒中的壓縮空氣由中空部分進(jìn)入氣門(mén)芯，把有彈性的橡膠管“頂”起，空氣進(jìn)入車(chē)胎；當(dāng)不打氣時(shí)，彈性橡膠管收緊，蓋住側(cè)面的小孔，使空氣不能從車(chē)胎中回流。

需要注意的是，生活中細(xì)橡膠管經(jīng)過(guò)一年后一般會(huì)有些變質(zhì)，建議每年更新一次氣門(mén)芯橡膠管。共振的幽靈任何物體產(chǎn)生振動(dòng)后，由于其本身的構(gòu)成、大小、形狀等物理特性，原先以多種頻率開(kāi)始的振動(dòng)，漸漸會(huì)固定在某一頻率上振動(dòng)，這個(gè)頻率叫做該物體的"固有頻率"，因?yàn)樗c該物體的物理特性有關(guān)。當(dāng)人們從外界再給這個(gè)物體加上一個(gè)振動(dòng)（稱(chēng)為策動(dòng)）時(shí)，如果策動(dòng)力的頻率與該物體的固有頻率正好相同，物體振動(dòng)的振幅達(dá)到最大，這種現(xiàn)象叫做"共振"。物體產(chǎn)生共振時(shí)，由于它能從外界的策動(dòng)源處取得最多的能量，往往會(huì)產(chǎn)生一些意想不到的后果。

１８世紀(jì)中葉，法國(guó)昂熱市一座１０２米長(zhǎng)的大橋上有一隊(duì)士兵經(jīng)過(guò)。當(dāng)他們?cè)谥笓]官的口令下邁著整齊的步伐過(guò)橋時(shí)，橋梁突然斷裂，造成２２６名官兵和行人喪生。究其原因是共振造成的。因?yàn)榇箨?duì)士兵邁正步走的頻率正好與大橋的固有頻率一致，使橋的振動(dòng)加強(qiáng)，當(dāng)它的振幅達(dá)到最大以至超過(guò)橋梁的抗壓力時(shí)，橋就斷了。類(lèi)似的事件還發(fā)生在俄國(guó)和美國(guó)等地。鑒于成隊(duì)士兵正步走過(guò)橋時(shí)容易造成橋的共振，所以后來(lái)各國(guó)都規(guī)定大隊(duì)人馬過(guò)橋，要便步通過(guò)。

在我國(guó)的史籍中也有不少共振的記載。唐朝開(kāi)元年間，洛陽(yáng)有一個(gè)姓劉的和尚，他的房間內(nèi)掛著一幅磬，常敲磬解煩。有一天，劉和尚沒(méi)有敲磬，磬卻自動(dòng)響起來(lái)了。這使他大為驚奇，終于驚擾成疾。他的一位好朋友曹紹夔是宮廷的樂(lè)令，不但能彈一手好琵琶，而且精通音律（即通曉聲學(xué)理論），聞?dòng)嵡皝?lái)探望劉和尚。經(jīng)過(guò)一番觀(guān)察，他發(fā)現(xiàn)每當(dāng)寺院里的鐘響起來(lái)時(shí)，和尚房里的磬也跟著響了。丁是曹紹夔拿出刀來(lái)把磬磨去幾處，從此以后就不再自鳴了。他告訴劉和尚，這磬的音律（即現(xiàn)在所謂的固有頻率）和寺院的鐘的音律一致，敲鐘時(shí)由于共振，磬也就響了。將磬磨去幾處就是改變它的音律，這樣就不會(huì)引起共鳴。和尚恍然大悟，病也隨之痊愈了。

登山運(yùn)動(dòng)員登山時(shí)嚴(yán)禁大聲喊叫。因?yàn)楹敖新曋心骋活l率若正好與山上積雪的固有頻率相吻合，就會(huì)因共振引起雪崩，其后果十分嚴(yán)重。人體與大氣壓強(qiáng)人體與大氣有著不可分離的密切關(guān)系，這不僅是由于人體需要呼吸和調(diào)節(jié)體溫。大氣對(duì)于人體還有一種不易被人察覺(jué)到的作用----大氣的壓力。一名優(yōu)秀的游泳運(yùn)動(dòng)員，在幾分鐘內(nèi)不呼吸還不成問(wèn)題，但如果沒(méi)有大氣壓力，恐怕連幾秒鐘也生存不了。

一般認(rèn)為，標(biāo)準(zhǔn)的大氣壓是每平方厘米1.0336公斤。一個(gè)成年人的人體總共要受到12-15噸的大氣壓力。但是由于大氣壓強(qiáng)總是從各個(gè)不同的方向作用與同一點(diǎn)的，并且大小相同，每?jī)蓚€(gè)大小相同的壓力便相互抵消，所以人體才感覺(jué)不到那么大的壓力，但它是實(shí)實(shí)在在存在著的。

就拿呼吸來(lái)說(shuō)，當(dāng)吸氣中樞興奮時(shí)，通過(guò)膈神經(jīng)使胸腔和腹腔之間的橫膈肌肉收縮，胸腔容積擴(kuò)大，肺氣泡也跟著擴(kuò)大，使其中的氣壓下降，并低于外部大氣壓。于是外界空氣在大氣壓的作用下，從鼻孔和嘴流進(jìn)肺部，進(jìn)入肺氣泡。呼氣的情況正好相反，由于胸腔容積縮小，肺內(nèi)空氣收縮，內(nèi)部壓強(qiáng)大于外部，氣體便從肺里呼出來(lái)。

在雷雨之前，由于氣壓的下降，人們常會(huì)出現(xiàn)胸悶、頭昏和情緒煩躁等癥狀。另外，在人體的股骨和髖骨之間有一個(gè)沒(méi)有大氣的空腔，空腔內(nèi)不存在向外的作用力，于是股骨就靠外部大氣壓緊緊地壓在身體上，使我們抬起腿走路不覺(jué)得費(fèi)力，行走自如。為什么肥皂泡總先上升后下降日常生活中，我們常看到一些小朋友吹肥皂泡，一個(gè)個(gè)小肥皂泡從吸管中飛出，在陽(yáng)光的照耀下，發(fā)出美麗的色彩。此時(shí)，小朋友們沉浸在歡樂(lè)和幸福之中，我們大人也常希望肥皂泡能飄浮于空中，形成一道美麗的風(fēng)景。但我們常常是看到肥皂泡開(kāi)始時(shí)上升，隨后便下降，這是為什么呢?

這個(gè)過(guò)程和現(xiàn)象，我們只要留心想一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，它其中包含著豐富的物理知識(shí)。在開(kāi)始的時(shí)候，肥皂泡里是從嘴里吹出的熱空氣，肥皂膜把它與外界隔開(kāi)，形成里外兩個(gè)區(qū)域，里面的熱空氣溫度大于外部空氣的溫度。此時(shí)，肥皂泡內(nèi)氣體的密度小于外部空氣的密度，根據(jù)阿基米德原理可知，此時(shí)肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力，因此它會(huì)上升。這個(gè)過(guò)程就跟熱氣球的原理是一樣的。

隨著上升過(guò)程的開(kāi)始和時(shí)間的推移，肥皂泡內(nèi)、外氣體發(fā)生熱交換，內(nèi)部氣體溫度下降，因熱脹冷縮，肥皂泡體積逐步減小，它受到的外界空氣的浮力也會(huì)逐步變小，而其受到的重力不變，這樣，當(dāng)重力大于浮力時(shí)，肥皂泡就會(huì)下降。飛鳥(niǎo)就會(huì)擊落一架飛機(jī)我們知道，運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的。當(dāng)鳥(niǎo)兒與飛機(jī)相對(duì)而行時(shí)，雖然鳥(niǎo)兒的速度不是很大，但是飛機(jī)的飛行速度很大，這樣對(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō)，鳥(niǎo)兒的速度就很大。速度越大，撞擊的力量就越大。

比如一只0.45千克的鳥(niǎo)，撞在速度為每小時(shí)80千米的飛機(jī)上時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生1500牛頓的力，要是撞在速度為每小時(shí)960千米的飛機(jī)上，那就要產(chǎn)生21.6萬(wàn)牛頓的力。如果是一只1.8千克的鳥(niǎo)撞在速度為每小時(shí)700千米的飛機(jī)上，產(chǎn)生的沖擊力比炮彈的沖擊力還要大。所以渾身是肉的鳥(niǎo)兒也能變成擊落飛機(jī)的“炮彈”。

1962年11月，赫赫有名的“子爵號(hào)”飛機(jī)正在美國(guó)馬里蘭州伊利奧特市上空平穩(wěn)地飛行，突然一聲巨響，飛機(jī)從高空栽了下來(lái)。事后發(fā)現(xiàn)釀成這場(chǎng)空中悲劇的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鵝。

在我國(guó)也發(fā)生過(guò)類(lèi)似的事情。1991年10月6日，海南?？谑袠?lè)東機(jī)場(chǎng)，海軍航空兵的一架“014號(hào)”飛機(jī)剛騰空而起，突然，“砰”的一聲巨響，機(jī)體猛然一顫，飛行員發(fā)現(xiàn)左前三角擋風(fēng)玻璃完全破碎，令人慶幸的是，飛行員憑著頑強(qiáng)的意志和嫻熟的技術(shù)終于使飛機(jī)降落在跑道上，追究原因還是一只迎面飛來(lái)的小鳥(niǎo)。

瞬間的碰撞會(huì)產(chǎn)生巨大沖擊力的事例，不只發(fā)生在鳥(niǎo)與飛機(jī)之間，也可以發(fā)生在雞與汽車(chē)之間。

如果一只1.5千克的雞與速度為每小時(shí)54千米的汽車(chē)相撞時(shí)產(chǎn)生的力有2800多牛頓。一次，一位汽車(chē)司機(jī)開(kāi)車(chē)行使在鄉(xiāng)間公路上，突然，一只母雞受驚，猛然在車(chē)前跳起，結(jié)果沖破汽車(chē)前窗，一頭撞進(jìn)駕駛室，并使司機(jī)受了傷，可以說(shuō)，汽車(chē)司機(jī)沒(méi)被母雞撞死真算幸運(yùn)。飛行的孫悟空是怎樣拍攝的《西游記》是大家比較熟悉和喜歡的電視劇，其中孫悟空給人們留下美好的印象，但是善于思考的觀(guān)眾一定會(huì)問(wèn)，孫悟空的"騰云駕霧"是怎樣拍攝出來(lái)的？下面就來(lái)談?wù)勥@個(gè)問(wèn)題。我們知道，平時(shí)我們所說(shuō)的運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)的，是相對(duì)于我們假定不動(dòng)的參照物而言的。如果我們坐在封閉的火車(chē)廂里，那么我們將無(wú)法知道火車(chē)究竟是靜止的還是勻速行駛的，只有拉開(kāi)窗簾，看到鐵軌旁的樹(shù)木、村莊等參照物時(shí)，根據(jù)它們的位置是否發(fā)生變化，才能判斷出來(lái)。

利用運(yùn)動(dòng)相對(duì)性，我們就可以拍攝孫悟空的"騰云駕霧"鏡頭了。如孫悟空騰云遠(yuǎn)去"的鏡頭先分別拍攝孫悟空的動(dòng)作鏡頭和景物鏡頭，然后將兩組畫(huà)面放在"特技機(jī)"里迭合，迭合時(shí)迅速地移動(dòng)背景上的白云和山河湖海作參照物，用攝像機(jī)把它們拍攝下來(lái),看電視時(shí),觀(guān)眾以白云和山河湖海作參照物,于是便產(chǎn)生了"騰去遠(yuǎn)去"的感覺(jué)。彎腿才能跳得高能使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的力叫作用力，反作用力是作用力的反沖力。牛頓力學(xué)中的三大定律之一就是“作用力與反作用力”定律。作用力與反作用力的例子在日常生活中無(wú)處不在：

1.人走在路上，人給地面一向后作用力，地面給人一向前的反作用力，于是人往前運(yùn)動(dòng)；

2.火箭也是靠反作用力，才能飛向太空。同步衛(wèi)星的軌道《物理》第三冊(cè)（選修本）第96面關(guān)于通信衛(wèi)星軌道的敘述中有這樣一段話(huà)：“通信衛(wèi)星的軌道一般都采用‘地球靜止軌道’，也稱(chēng)‘地球同步軌道’．即衛(wèi)星轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相同，相對(duì)于地球靜止．”這段話(huà)容易讓人理解為：地球同步軌道就是地球靜止軌道．處于同步軌道上的衛(wèi)星相對(duì)于地球是靜止的．

有的復(fù)習(xí)資料中亦有這樣的練習(xí)題：“簡(jiǎn)單說(shuō)明地球同步衛(wèi)星為什么只能在赤道平面內(nèi)繞地球旋轉(zhuǎn)．”、“地球同步衛(wèi)星相對(duì)于地球上的一點(diǎn)為什么是靜止的？”，這也是將地球同步軌道與地球靜止軌道混為一談．

實(shí)際上，地球同步軌道與地球靜止軌道不是一回事，它們之間有共同點(diǎn)也有較大區(qū)別．

地球同步軌道與地球靜止軌道都是運(yùn)行周期（23小時(shí)56分04秒）相同的人造地球衛(wèi)星軌道．

這兩種軌道的區(qū)別有三：

第一，軌道傾角有區(qū)別．

地球靜止軌道是軌道傾角（軌道平面和赤道平面的夾角）為零的圓形地球同步軌道．即地球靜止軌道一定在赤道平面上；而地球同步軌道平面可與赤道平面成一不為零的夾角．

第二，觀(guān)察者看到的現(xiàn)象不同．

在地球同步軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星每天在相同時(shí)間經(jīng)過(guò)相同地方的天空，對(duì)地面上觀(guān)察者來(lái)說(shuō)，每天相同時(shí)刻衛(wèi)星會(huì)出現(xiàn)在相同的方向上．在一段連續(xù)的時(shí)間內(nèi)，衛(wèi)星相對(duì)于觀(guān)察者可以是運(yùn)動(dòng)的．而處于地球靜止軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星每天任何時(shí)刻都處于相同地方的上空，地面觀(guān)察者看到衛(wèi)星始終位于某一位置，保持靜止不動(dòng)．

第三，星下點(diǎn)軌跡不同．

人造地球衛(wèi)星在地面的投影點(diǎn)（或衛(wèi)星和地心連線(xiàn)與地面的交點(diǎn)）稱(chēng)為星下點(diǎn)．衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)和地球自轉(zhuǎn)使星下點(diǎn)在地球表現(xiàn)移動(dòng)，形成星下點(diǎn)軌跡．地球同步衛(wèi)星的星下點(diǎn)軌跡是一條8字形的封閉曲線(xiàn)，而地球靜止衛(wèi)星的星下點(diǎn)軌跡是一個(gè)點(diǎn)．

鑒于上述原因，筆者認(rèn)為將高中《物理》第三冊(cè)（選修本）第96面上的那句話(huà)“也稱(chēng)‘地球同步軌道’”改成“是‘地球同步軌道’的一種”更好。江河大堤與水庫(kù)大壩一般江河大堤和水庫(kù)大壩的橫截面如圖1甲、乙所示．

圖1

比較上面兩圖，不難發(fā)現(xiàn)，它們的共同之處都是上窄下寬，不同的是江河堤的迎水面坡度緩，背水面坡度陡，而水庫(kù)壩則恰恰相反，擋水面坡度陡，背水面坡度緩．

一、為什么江河大提與水庫(kù)大壩都修成上窄下寬

無(wú)論是江河大堤，還是水庫(kù)大壩都修成上窄下寬，其目的主要是為了“三防”．

1．防水壓

根據(jù)液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式ｐ＝ρｇｈ可知，堤壩內(nèi)的水越靠近堤壩底，水深ｈ越大，水產(chǎn)生的壓強(qiáng)也越大．堤壩下寬能承受較大的水壓，確保堤壩的安全．

2．防滲漏

堤壩下部受水的壓強(qiáng)越大，水越容易滲進(jìn)壩體．把下部修得寬些，就可以延長(zhǎng)堤壩內(nèi)水的滲透路徑，增大滲透阻力，從而提高堤壩的防滲透性能．

3．防滑動(dòng)

堤壩內(nèi)水的壓力總有將大堤向外水平推動(dòng)和將大壩推向下游的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，堤壩基底需要有與之抗衡的靜摩擦力，才能保持堤壩平衡．將堤壩下部修寬既可增大壩體的重力，也可增大迎水面（擋水面）上水對(duì)壩體豎直向下的壓力，因此，可以增強(qiáng)壩體與壩基間的最大靜摩擦力，達(dá)到防止堤壩滑動(dòng)的目的．

二、為什么江河大堤和水庫(kù)大壩兩邊的坡度陡緩狀況修得恰恰相反

對(duì)于兩岸攔水的大堤來(lái)說(shuō)，奔騰的江河水的沖擊力方向朝下游，水對(duì)堤壩的作用力主要是壓力，如圖2甲、乙所示，水的壓力垂直于堤面，根據(jù)力的分解知識(shí)有，Ｆｘ＝Ｆｓｉｎθ，Ｆｙ＝Ｆｃｏｓθ，因此，對(duì)于同樣大小的水的壓力Ｆ，坡度平緩的堤面所受橫向水平壓力較小，即Ｆｘ＜Ｆｘ′；所受豎直向下的壓力較大，即Ｆｙ＞Ｆｙ′．所以對(duì)于江河大堤，迎水面坡度緩，水對(duì)大堤水平向外的推力Ｆｘ?。瑫r(shí)豎直向下的力Ｆｙ大，有利于增大堤壩基底與堤壩的靜摩擦力，即可以防滑．

圖2圖3

對(duì)于水庫(kù)大壩受力分析，如圖3所示，根據(jù)液體壓強(qiáng)公式ｐ＝ρｇｈ，水庫(kù)大壩的擋水面各處承受的壓強(qiáng)跟水深成正比，呈三角形分布，故總水壓力通過(guò)壓強(qiáng)的三角形分布距壩底Ｈ／3．設(shè)水庫(kù)大壩的總重力為Ｇ，重心在Ｏ′處，為便于分析，設(shè)水庫(kù)中水對(duì)大壩的總壓力Ｆ水平向外（大壩外側(cè)），如右下圖所示．因受水的壓力Ｆ的作用，壩體會(huì)以水庫(kù)外側(cè)大壩的壩腳Ｏ為支點(diǎn)有沿順時(shí)針?lè)较騼A覆的趨勢(shì)，其傾覆力矩為ＭＦ＝Ｆ×Ｈ／3．而大壩依靠自身的重力Ｇ產(chǎn)生的抗傾覆力矩ＭG＝Ｇｄ．把壩體修得沿背水面坡度緩一些，能夠達(dá)到既增大重力，又增大力臂ｄ的效果，從而達(dá)到增大抗傾覆力矩ＭG的效果．

由此可見(jiàn)，在不增加建設(shè)大堤和大壩的土石方，用料及造價(jià)相同的前提下，迎水面比背水面緩的江河大堤更牢固，擋水面比背水面陡的水庫(kù)大壩更穩(wěn)定．過(guò)山車(chē)中的物理知識(shí)過(guò)山車(chē)是一項(xiàng)富有刺激性的娛樂(lè)工具。那種風(fēng)馳電掣、有驚無(wú)險(xiǎn)的快感令不少人著迷。如果你對(duì)物理學(xué)感興趣，那么在乘坐過(guò)山車(chē)的過(guò)程中不僅能夠體驗(yàn)到冒險(xiǎn)的快感，還有助于理解力學(xué)定律。實(shí)際上，過(guò)山車(chē)的運(yùn)動(dòng)包含了許多物理學(xué)原理，人們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)山車(chē)時(shí)巧妙地運(yùn)用了這些原理。如果能親身體驗(yàn)一下由能量守恒、加速度和力交織在一起產(chǎn)生的效果，那感覺(jué)真是妙不可言。這次同物理學(xué)打交道不用動(dòng)腦子，只要收緊你的腹肌，保護(hù)好腸胃就行了，當(dāng)然，如果你的身體條件和心理承受能力的限制，無(wú)法親身體驗(yàn)過(guò)山車(chē)帶來(lái)的種種感受，你不妨站在一旁仔細(xì)觀(guān)察過(guò)山車(chē)的運(yùn)動(dòng)和乘坐者的反應(yīng)。

在開(kāi)始旅行時(shí)，過(guò)山車(chē)的小列車(chē)是靠一個(gè)機(jī)械裝置的推力推上最高點(diǎn)的，但在第一次下行后，就再也沒(méi)有任何裝置為它提供動(dòng)力了。事實(shí)上，從這時(shí)起，帶動(dòng)它沿著軌道行駛的惟一的"發(fā)動(dòng)機(jī)"將是引力勢(shì)能，即由引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能、又由動(dòng)能轉(zhuǎn)化為引力勢(shì)能這樣一種不斷轉(zhuǎn)化的過(guò)程構(gòu)成的。

第一種能，即引力勢(shì)能是物體因其所處位置而自身?yè)碛械哪芰?，是由于它的高度和由引力產(chǎn)生的加速度而來(lái)的。對(duì)過(guò)山車(chē)來(lái)說(shuō)，它的勢(shì)能在處于最高點(diǎn)時(shí)達(dá)到了最大值，也就是當(dāng)它爬升到"山丘"的頂峰時(shí)最大。當(dāng)過(guò)山車(chē)開(kāi)始下降時(shí)，它的勢(shì)能就不斷地減少（因?yàn)楦叨认陆盗耍?/p>