力学知识在日常生产、生活和现代科技中应用非常广泛，主要有（1）体育运动方面：如跳高、跳水、体操、铅球、标枪等；（2）天体物理方面：如天体的运行、一些星体的发现、人类的太空活动等；（3）交通安全方面：汽车制动、安全距离、限速等。
1．重力的应用
我们生活在地球上，重力无处不在。如工人师傅在砌墙时，常常利用重锤线来检验墙身是否竖直，这是充分利用重力的方向是竖直向下这一原理；羽毛球的下端做得重一些，这是利用降低重心使球在下落过程中保护羽毛；汽车驾驶员在下坡时关闭发动机还能继续滑行，这是利用重力的作用而节省能源；在农业生产中的抛秧技术也是利用重力的方向竖直向下。假如没有重力，世界不可想象，水不能倒进嘴里，人们起跳后无法落回地面，飞舞的尘土会永远漂浮在空中，整个自然界将是一片混浊。在讲授重力时，要让学生展开热烈的讨论，充分挖掘学生的想象力，知道重力与我们的生产生活实际密切相关。
2．摩擦力的应用
摩擦力是一个重要的力，它在社会生产生活实际中应用非常广泛。如人们行走时，在光滑的地面上行走十分困难，这是因为接触面摩擦太小的缘故；汽车上坡打滑时，在路面上撒些粗石子或垫上稻草，汽车就能顺利前进，这是靠增大粗糙程度而增大摩擦力；鞋底做成各种花纹也是增大接触面的粗糙程度而增大摩擦；滑冰运动员穿的滑冰鞋安装滚珠是变滑动摩擦为滚动摩擦，从而减少摩擦而增大滑行速度；各类机器中加润滑油是为了减小齿轮间的摩擦，保证机器的良好运行。可见，人类的生产生活实际都与摩擦力有关，有益的摩擦要充分利用，有害的摩擦要尽量减少。
3．弹力的应用
利用弹力可进行一系列社会生产生活活动，力有大小、方向、作用点。如高大的建筑需要打牢基础，桥梁设计需要精确计算各部分的受力大小；拔河需要用粗大一些绳子，防止拉力过大导致断裂；高压线的中心要加一根较粗的钢丝，才能支撑较大的架设跨度；运动员在瞬间产生的爆发力等等。
可见，物理力学知识生产和生活实际中是很有用的，从宇宙天体到微观的分子、原子处处存在着各种各样的力，教师只要将课本知识与生产生活实际有机地结合起来，就能极大地激发学生的学习兴趣，从而培养他们树立崇尚科学、研究科学、应用科学精神。
火车头做得轻些好吗?
这可不行！
原因倒不是因为材料和技术不允许，而是，火车头一旦做的轻了，它对后面车厢的拉力就会明显减少。
火车头对车厢的拉力来源于火车车轮和铁轨之间的摩擦力。当火车前进时，车轮向后推铁轨，铁轨反过来向前推车轮。这个相互推的力产生在车轮与铁轨相接触的地方，叫做摩擦力。
摩擦力的大小与两物体（车轮与铁轨）压紧的力的大小有关，若是火车头做的轻便了，那么这个压紧的力就减小了，火车就拉不动后面的车厢了，你说是吗？
为什么旋转球不走直线
罚点球的队员把球踢出去后，对方守门员朝着来球的方向扑去，但是球在半途中改变了方向，绕过守门员射进了球门，球场上响起了一片喝采声……
这种被解说员称为“香蕉球”的射门技巧是由于射出的球高速旋转而形成的，但为什么旋转的球体就不走直线了呢？这就要用空气动力学中一条重要结论来解释了。这条结论简述为：物体在流体中运动，它周围的流体相对它流速越大处压强就越小，当球如图所示的方向旋转着前进时，球的左侧面的气流相对球面来说流动速度较小，这时球左侧的压强大于右侧，则球受了一个向右的力，所以球从对方大门右侧射入。
流体力学的这条规律有多种应用，如飞机机翼的断面设计成上凸下平、喷雾器插在药液中的细管等
跳高时为什么要助跑
在体育比赛中，跳远的运动员选择较长的助跑距离，而跳高 运动员的助跑距离则要短得多。如果选择较长的助跑距离，是否 就跳不高呢？
跳高运动员能腾起越过横杆，靠的是助跑的惯性力和起跳蹬 地的支撑反作用力。由于惯性力的方向是水平向前的，而支撑反 作用力是垂直（或近似垂直）向上的，所以起跳后的身体重心沿 着一个抛物线轨迹运动。这个抛物线轨迹的高度，取决于起跳时 腾起初速度和腾起角的大小，也就是说，腾起初速度和腾起角是 增加跳高高度的关键。一般说来，应该尽可能增大这两项数值。 最大腾起角为90度。然而，由于跳高不是单纯的垂直向上运动， 越过横杆还必须有一个向前的力量；再则，还须充分利用水平速 度来增大腾起初速度，因此，腾起角应小于90度。至于腾起初速度 ，则和运动员的素质和技术的熟练程度密切相关。腾起初速度越大， 跳得就越高。当腾起角一定时，腾起初速度是起决定作用的。
惯性故事——萨尔维阿蒂的大船
经典物理学是从否定亚里士多德的时空观开始的。当时曾有过一场激烈的争论。赞成哥白尼学说的人主张地球在运动，维护亚里土多德----托勒密体系的人则主张地静说。地静派有一条反对地动说的强硬理由：如果地球是在高速地运动，为什么在地面上的人一点也感觉不出来呢？这的确是不能回避的一个问题。
1632年，伽利略出版了他的名著《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。书中那位地动派的“萨尔维蒂”(图4-1)对上述问题给了一个彻底的回答。他说：“把你和一些朋友关在一条大船甲板下的主舱里，让你们带着几只苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫，舱内放一只大水碗，其中有几条鱼。然后，挂上一个水瓶，让水一滴一滴地滴到下面的一个宽口罐里。船停着不动时，你留神观察，小虫都以等速向舱内各方向飞行，鱼向各个方向随便游动，水滴滴进下面的罐中，你把任何东西
扔给你的朋友时，只要距离相等，向这一方向不必比另一方向用更多的力。你双脚齐跳，无论向哪个方向跳过的距离都相等。当你仔细地观察这些事情之后，再使船以任何速度前进，只要运动是匀速，也不忽左忽右地摆动，你将发现。所有上述现象丝毫没有变化。你也无法从其中任何一个现象来确定，船是在运动还是停着不动。即使船运动得相当快，在跳跃时，你将和以前一样，在船底板上跳过相同的距离，你跳向船尾也不会比跳向船头来得远。虽然你跳到空中时，脚下的船底板向着你跳的相反方向移动。你把不论什么东西扔给你的同伴时，不论他是在船头还是在船尾，只要你自己站在对面，你也并不需要用更多的力。水滴将象先前一样，滴进下面的罐子，一滴也不会滴向船尾。虽然水滴在空中时，船已行驶了许多柞。鱼在水中游向水碗前部所用的力并不比游向水碗后部来得大；它们一样悠闲地游向放在水碗边缘任何地方的食饵。最后，蝴蝶和苍蝇继续随便地到处飞行。它们也决不会向船尾集中，并不因为它们可能长时间留在空中，脱离开了船的运动，为赶上船的运动而显出累的样子。”
萨尔维阿蒂的大船道出了一条极为重要的真理，即：从船中发生的任何一种现象，你是无法判断船究竟是在运动还是在停着不动。现在称这个论断为伽利略相对性原理。
用现代的语言来说，萨尔维阿蒂的大船就是一种所谓惯性参考系。就是说，以不同的匀速运动着而又不忽左忽右摆动的船都是惯性参考系。在一个惯性系中能看到的种种现象，在另一个惯性参考系中必定也能无任何差别地看到。亦即，所有惯性参考系都是平权的、等价的。我们不可能判断哪个惯性参考系是处于绝对静止状态，哪一个又是绝对运动的。
伽利略相对性原理不仅从根本上否定了地静派对地动说的非难，而且也否定了绝对空间观念(至少在惯性运动范围内)。所以，在从经典力学到相对论的过渡中，许多经典力学的观念都要加以改变，唯独伽利略相对性原理却不仅不需要加以任何修正，而且成了狭义相对论的两条基本原理之一。
为什么桥都设计成凸形的?
桥是不是不应该设计成拱形向上的，而应该设计成凹形的为好。因为汽车在向下行驶之前具备一定的势能，这个势能可以帮助它顺利地到达桥的那一端。可是拱形向上的桥却没有这个优点。
桥设计成向上的理由，是因为汽车经过桥中部时，桥所承受的压力较小；而相比之下，凹形桥承受的压力较大。
由于汽车经过一个弧形的时候，需要有一个向心力F，它是由重力Mg和支承力N合成的。
在拱形桥：F=Mg-N ∴ N=Mg-F
在凹形桥：F=N-Mg ∴ N=F-Mg
故总水压力通过压强的三角形分布距坝底H／3．设水库大坝的总重力为G，重心在O′处，为便于分析，设水库中水对大坝的总压力F水平向外（大坝外侧），如右下图所示．因受水的压力F的作用，坝体会以水库外侧大坝的坝脚O为支点有沿顺时针方向倾覆的趋势，其倾覆力矩为MF＝F×H／3．而大坝依靠自身的重力G产生的抗倾覆力矩MG＝Gd．把坝体修得沿背水面坡度缓一些，能够达到既增大重力，又增大力臂d的效果，从而达到增大抗倾覆力矩MG的效果．
由此可见，在不增加建设大堤和大坝的土石方，用料及造价相同的前提下，迎水面比背水面缓的江河大堤更牢固，挡水面比背水面陡的水库大坝更稳定．
过山车中的物理知识
过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。如果你对物理学感兴趣，那么在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感，还有助于理解力学定律。实际上，过山车的运动包含了许多物理学原理，人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果，那感觉真是妙不可言。这次同物理学打交道不用动脑子，只要收紧你的腹肌，保护好肠胃就行了，当然，如果你的身体条件和心理承受能力的限制，无法亲身体验过山车带来的种种感受，你不妨站在一旁仔细观察过山车的运动和乘坐者的反应。
在开始旅行时，过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次下行后，就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上，从这时起，带动它沿着轨道行驶的惟一的"发动机"将是引力势能，即由引力势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程构成的。
第一种能，即引力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量，是由于它的高度和由引力产生的加速度而来的。对过山车来说，它的势能在处于最高点时达到了最大值，也就是当它爬升到"山丘"的顶峰时最大。当过山车开始下降时，它的势能就不断地减少（因为高度下降了），但它不会消失，而是转化成了动能，也就是运动能。不过，在能量的转化过程中，由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量，从而损耗了少量的机械能（动能和势能）。这就是为什么要设计成随后的小山丘比开始时的小山丘要低的原因：过山车已经没有上升到像前一个小山丘那样的高度所需要的机械能了。过山车最后一节小车厢里是过山车赠送给勇敢的乘客最为刺激的礼物。事实上，下降的感受在过山车的尾部车厢最为强烈。因为最后一节车厢通过最高点时的速度比过山车头部的车厢要快，这是由于引力作用于过山车中部的质量中心的缘故。这样，乘坐在最后一节车厢的人就能快速地达到和跨越最高点，从而产生一种要被抛离的感觉，因为质量中心正在加速向下。尾部车厢的车轮是牢固地扣在轨道上的，否则在到达顶峰附近时，小车厢就可能脱轨甩出去。车头部的车厢情况就不同了，它的质量中心在“身后”，在短时间内，它虽然处在下降的状态，但是它要"等待"质量中心越过高点被引力推动。
到达“疯狂之圈”时，沿直线轨道行进的过山车突然向上转弯。这时，乘客就会有一种被挤压到轨道上的感觉，因为这时产生了一种表观的离心力。事实上，在环形轨道上由于铁轨与过山车相互作用产生了的一种向心力。这种环形轨道是略带椭圆形的，目的是为了"平衡"引力的制动效应。当过山车达到圆形轨道的最高点时，事实上它会慢下来，但如果弯曲的程度较小时，这种现象会减弱。一旦过山车走完了它的行程，机械制动装置就会非常安全地使过山车停下来。减速的快慢是由气缸来控制的。
你知道气垫船吗?
我们知道，船是水上重要的交通工具，船是离不开水的。可是你知道吗?有一种神奇的船，它不管是在水面上，还是在陆地上，或者是在沼泽地里，只要表面比较平，它都可以行驶，这就是气垫船。
气垫船是怎么回事呢?它不什么可以离开水面在地面上航行呢?原来在气垫船的船底四周设有环形喷口，气流从喷口向外倾斜地高速喷出，由于水面的阻挡，气流在船底积聚形成气垫，并产生一股很强很大的升力，把船托离水面。由于物体同空气的摩擦要比物体同水的摩擦小得多，气垫船向前运动时只受空气阻力，所以它能在水面上高速滑行。它的速度比普通船要高几倍，目前世界上大型气垫船载客可达上千人，时速达300千米/时。人们还在设想制造载重5000吨的巨型气垫船，以原子能为动力，只要24小时就可从欧洲越过大西到达美国，看来气垫船的发展有着巨大潜力和广阔前景。气垫船在我国也投入了使用，1979年在广州与香港之间开辟了气垫船航线，1989年又在上海的吴淞与崇明之间开辟了气垫船航线。你知道气垫船是谁最早发明的吗?他是英国的船舶设计师——科克莱尔在1959年首先发明设计制造的。
一种全垫升气垫游艇具有良好两栖性和越野性能，具有良好的通过性，能航行于水面，冰面，沼泽地及陆地（草地）等区域。 YACON 300/500型气垫艇是用于沿海、内河及大型湖泊的休闲旅游产品，操作简便，安全可靠对航行水域无污染。
黄河气垫船
郑州号水陆两栖气垫船是我国第一艘用于旅游的气垫船。气垫船是高科技的结晶。顾名思义，它是由船下的大型鼓风机向船身下充气，使般下产生一个巨大的气垫，把船身向上抬高20~50公分。船体借助船后两个巨型螺旋浆产生的推动力，使船向前行进。
一望无际的黄河滩地坎坷不平，汽车在这里无法行驶，一般船只在这里搁浅，唯有气垫船畅通无阴，运行自如。
黄河的一大特征是险情丛生。在黄河平静的河面下隐藏着无数的浅滩、暗滩，宽阔的河面无船出现，正是"黄河自古难行舟"的写照。但郑州号气垫船实现了零的突破，在河面上乘风破浪，自由飞翔。
气球造的气垫船
可以乘载人在海上行走的气垫船，从下面排气使船浮在水面上。
用气球造气垫船。将气球吹气膨胀后搁在平坦的桌面上时，气球只能稍微浮起。用指尖轻推时，就向前滑动。气球为什么会轻轻地滑动呢？在倾斜的平板上，也试一试看吧！下面介绍制作过程。
一、用厚纸板按左图制作一圆板及一圆环（如果用塑料板制作更好）。然后把圆环贴在圆板的背面，并用厚重的书本压平、晾干。（左图）
二、将纸用吸管相同大小的棒子卷成管状，口径要比气球口的为大。（上图）
三、照纸管大小在中心点作切口。然后将纸管粘住，等干燥后再将气球套住。（左图）
四、将吸管插入气球口吹气，等气球膨胀后抽出吸管，同时用指头压住气球口。（下图）
五、放在平坦的桌面上，轻轻地用手指推动，便会顺利地滑过去。（右图）
辽工大大一新生？！
物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维的自然学科。在现代，物理学已经成为自然学科中最基础的学科之一。 远古时代，燧人钻木取火，其基本原理正是摩擦生热原理，在热量积蓄到一定程度时就可以使木头与氧气发生剧烈反应产生火焰；在现代，人们利用电磁炉加热食物，其基本原理是电磁感应原理，利用形成涡流产生的热量为火锅供热；在力一定的条件下，接触面积越小，也强就越大，于是，人们使用锋利的刀切割物品；利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点，使看到的实物小，观察范围更大，而保证行车安全；根据液体压强的特点，液体压强与液体的深度成正比，所以大坝总是设计成下宽上窄的梯形；利用地球引力提供向心力，从而使人造卫星在地球上空做圆周运动；利用气流喷出时产生强大的冲量，从而完成火箭的发射……纵观人类发展历程，物理学始终贯穿着人类文明史。小到个人生活的衣食住行，大到一个国家的科技国防事业，物理学已经渗透到社会生活的方方面面。 十七世纪，牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出了三大经典力学基本运动定律。牛顿三大定律的提出，向人们阐明了运动与力的关系，为牛顿经典力学奠定了基础，并在物理领域有着不可磨灭的地位，至今仍是人们解决宏观低速运动问题的首选方法。 让我们先来看一道与生活密切相关的高中物理题：一辆轿车违章行驶，以108km/h的速度驶入左侧逆行车道时，发现前方80米出有一两卡车正以72km/h的速度迎面驶来。两车司机同时刹车，刹车加速度都是20m/s2。两车司机的反应时间（即司机发现险情到实施刹车所经历的时间）都为△T。请△T为多少是，才能保证两车不相撞？ 且不考虑这道题的答案，我们来分析一下这其中的物理过程。 首先，轿车在道路上行驶。由于路面是粗糙的，车轮表面与地面有弹力作用且产生了相对运动，所以车轮与路面之间产生了滑动摩擦力f，方向与运动方向相反。 牛顿在《自然哲学中的数学原理》一书中写道：“每个物体继续保持静止或延一直线做匀速运动的状态，除非有力加于其上迫使它改变这种状态。”这便是牛顿第一定理，也称为“惯性定律”。运动并不需要力去维持，只有当物体的运动状态（速度）发生变化，即产生加速度是，才需要力的作用。物体所以能保持静止火匀速直线运动，物体所以能保持静止或匀速直线运动，实在不受力的条件下，由物体本身的特性来巨鼎的。它阐明了力不是维系物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。 行驶的轿车“以108km/h的速度驶入……”，说明轿车在进行匀速直线运动。由牛顿第一定律可推知，因为汽车的速度没有改变，即加速度为零，所以此时汽车所受到的和外力必定为零。那么轿车如何在收到滑动摩擦力的情况下受合力为零呢？如图1所示，根据二力平衡的条件可推知，轿车此时必定还受到一个外力F，与摩擦力f大小相等，方向相反。这个力便是牵引力。 由于车辆在行驶过程中会一直受到滑动摩擦力的作用，要使车辆一直保持运动状态，便要始终启动发动机，令发动机施与车辆牵引力。 在汽车匀速行驶的过程中，正是利用了牛顿第一定律的原理，使汽车在不受和外力的情况下，加速度为零，从而没有改变汽车的运动状态，即速度。 想让两车不相撞，便要让两车停止行驶。由直线运动的规律可知，Vt=V0+at。欲使车辆减速，必使之具有与运动方向反响的加速度。让我们再来看看两车的制动过程。 牛顿在牛顿第二定律中阐述道：物体在受外力作用时，它所获得的加速度与外力的大小成正比，并与物体的质量成反比，即a∝F/m。写成等式，有F=km。在使用国际单位制的情况下，便有F=ma。 汽车制动后，如图2所示，牵引力突然消失，汽车只受到滑动摩擦力f，方向与运动方向相反。根据牛二定律，在此情况下，汽车的加速度为a=f/m，其中m为汽车质量。根据直线运动的规律，易得汽车停下的时间为T=|V0/a|。其运动过程V-T图像如图3中a曲线所示。 在实际的情况中，汽车制动后与地面之间并不一直是滑动摩擦力，而是先经历极短暂的相对静止过程。在此短暂的相对静止过程中，车轮与地面有相对运动的趋势，于是存在静摩擦力。静摩擦力逐渐增大，达到最大静摩擦力时，车轮与地面之间开始相对滑动。 怎样才能使刹车的效果达到最佳呢？ 由于最大静摩擦力总是略大于滑动摩擦力，则最大静摩擦力下的加速度a静静静静====f静/m>f/m。其运动过程V-T图像如图3中b曲线所示。由图像可知，汽车静止下来所需的时间T’<T。 所以，在现实情况中，有经验的司机往往不会一刹到底至轮胎“抱死”，而是不断的重复“制动—放松—制动”的过程。这就是俗称的“点刹”。即先刹车使车轮停止转动，车子与地面经历了短暂的相对静止过程，又开始相对滑动时，逐渐松开刹车。之后又重复上述的过程。“点刹”一方面可以防止轮胎侧滑产生甩尾甚至侧翻失控等后果，另一方面充分利用了静摩擦力，使刹车效果达到最佳。 现在的骑车大多数都有ABS防抱死系统。ABS的原理相当于人工制造点刹，不过这种点刹技术更高频率更快。 刹车的过程正是利用了牛顿第二定律的原理，施与阻力使汽车获得了与运动方向相反的加速度。又因为加速度与和外力成正比，所以，施与较大的外力，就会获得较大的加速度。牛顿第二定律在运动学中有重要的应用，牛顿第二定律的数学表达式也是质点动力学的基本方程。 当然，牛顿第一、第二定律在生活之中的应用绝不仅限于此。 根据牛顿第二定律的指导，若要使物体加速，则要使物体具有与运动方向相同的加速度，即合理方向与运动方向相同。于是在汽车受到阻力从静止启动或者由匀速加速的情况中，便要施与物体比阻力f更大的牵引力，方向与f相反。 跳伞表演时，跳伞员在刚从飞架上跳下时，降落伞未打开。由于高空空气稀薄，所以可以把跳伞员刚跳下一段时间内的运动看作自由落体运动。由于把跳伞员此段时间内受力看为仅受重力，根据牛顿第二定律，便易知跳伞员的加速度为a=G/m=g为定值。经历了时间t后，达到速度V=gt。此时打开降落伞，开伞后受到空气阻力，阻力与速度平方成正比。开始时由于重力大于阻力，根据牛二定律，跳伞员受到合力向下，继续产生向下的加速度，做加速运动。随着速度的增加，跳伞员受到的阻力越来越大。假设可以在落地之前达到阻力等于重力的瞬间，则此时和外力等于零。根据牛顿第一定律，由于和外力为零，所以物体的运动状态不发生改变。所以跳伞员会以匀速状态落地。那么在跳伞表演中，跳伞员就可以根据牛顿第一、第二定律的指导，确定下落的高度和打开降落伞的时间，以避免发生意外。 牛顿在《自然哲学的数学原理》中还提出了牛顿第三定律：两物体1、2相互作用时，作用力与反作用力大小相等、方向相反，并在同一直线上。 牛顿的三大运动定律构成了物理学和工程学的基础。正如欧几里德的基本定理为现代几何学奠定了基础一样，牛顿三大运动定律为物理科学的建立提供了基本定理。三大定律的推出、地球引力的发现和微积分的创立使得牛顿成为过去过去一千年中最杰出的科学巨人。 总而言之，物理原理的利用无处不在。同时，物理的世界就犹如浩瀚宇宙的黑洞，等待着我们去探索，去开发 .
