力学与固定关系的研究
力的存在，影响着我们的生活，我们的生活离不开力。力是我们物理学学科中,一个举足轻重的研究性课题。力是这个世界的基础。今天我就带大家走进力的世界，用生活去揭开力学的神秘面纱。
我们可以想象出一个没有任何力存在的世界。如果没有了重力，苹果还会落地吗？如果没有了摩擦力，汽车还会停止吗？如果没有了力的相互作用，地喷式火箭还会升空吗？没有力的世界，我们可想而知。让我们本着一颗执著热爱科学的心，一双善于发现的眼睛，携手探索力学与固定的关系。
[摘 要]力的条件与固定的关系；力的大小与固定的关系；力的存在与固定的关系；拉力对固定的影响。
[正文]在一个非常偶然的机会里，我发现了一个现象：一个竹竿在四个放向都受到力的作用下，竟能保持固定状态。于是，我对此产生了一系列的思考，“为什么那个竹竿不会倾倒呢？”“究竟是什么保持了竹竿的固定状态呢？”“如果只有三个方向受到了力的作用，竹竿还能保持固定状态吗？”
对于这些问题，我们可以这样去理解：一步一步去分析竹竿各部分所受到的几个重要的力，然后去各个击破。（1）竹竿的底部受到的哪个比较重要的力的作用？在这个现象中，研究的是力和固定的关系，所以，我们应该排除竹竿嵌在土壤中的这种可能性（在实际现象中也没有）。如果说有这种可能性，那么我们的探索思路就可以到此结束了。但是我们今天的“四方受力与固定的关系”可没有那么简单。排除以上“竹竿嵌于土”这种可能性后，我们可以对竹竿的末端进行力学受力分析。我们可以从受力分析中得出一个重要的力———摩擦力。我们可以想象一下，如果人的脚底和地面之间缺少一个阻碍相对运动的力，那么就会产生一个怎么样的后果呢？是不是我们连走路也走不好啊？一旦走起路来，就会因为没有摩擦力而滑倒。那么这样一来，一样的道理，如果竹竿末端缺少了这个摩擦力，那么竹竿的底部就会滑倒，那么这样一来，竹竿的底部就无法固定了。由此可得，摩擦力的产生有助于与另一个物体接触发生摩擦那个面的那端的`固定。（2）在该现象中，竹竿会间接地受到来自四个不同方向的拉力，这四个方向的拉力并不是直接作用在竹竿上的。而是通过四方固定点将拉力作用在四条绳子上。然后，再通过这四条绳子将拉力作用在竹竿的同一个固定点上。那么为什么要作用在同一个固定点上呢？那就让我来向大家解释一下这样做的原因：假设有两根绳子和一个样，受力情况与上述基本相同，除了那个固定点，分别为首端和末端的两个固定点，两绳分别拴在这两个固定点上，力的来源方向相反，所以竹竿固定点上的受力方向也是相反的。在这种情况下，在力源的固定点上施加拉力。由于力源的方向是相反的，当施加拉力时，两端固定点受到来自不同方向的力的作用，就会产生与力相对应的运动,竹竿就会发生偏转并且倾斜，最终竹竿与绳子成一条直线。因为将四个不同方向的绳子栓在同一个固定点上，也是至关重要的。在一定限度内，在四个方向的力源上施加拉力，使拉力最终作用在这个固定点上。由于对固定的来自力源的间接拉力是固定在某个位置上的，所以她不会受到力的大小等力的内部因素的制约。所以说来自各个方向的拉力的大小是相等的，当然也排除风种外界的因素的影响。那么假设，东边力源的间接拉力作用在固定点上，且西边没有力的作用，竹竿就会向东面偏转，倾斜，由于南北两面也受到了来自方向力源的间接拉力，所以他的倾斜的角度就要小一点，如果只有受到了一根绳子的拉力，那么竹竿就会直接倒下地去。然而西面也有一个间接拉力作用在那个固定点上，而且它们的力的大小是相等的，那么在东西方向，来自两个方向的力相互抵消，会使竹竿处在东西方向的静止状态。东面和西面，南面和北面，方向对应的间接拉力相互抵消，则使这根竹竿处于静止的固定状态。由此分析，我们可以得到这样一个推断：在没有任何外界阻碍因素影响下，物体是否处于静止和固定状态，有两个重要的因素在影响，（1）其底部（末端）所受到的摩擦力。（2）其顶部（首端）受到来自四个方向不同，但是又两两对应的方向所作用的间接拉力。所以说拉力对固定的影响是很大的，但是这必须是建立在拉力两两对应的基础上的。同时上述推理也表明了不同方向的拉力对物体固定的影响，如果力作用在同一个方向，就不能实现物体在力的作用状态下保持固定。
根据以上的推理，我们可以得出结论，我们已经对这个结果做出了最初步的肯定。接下来我们就要进行下一项，更为深入的研究。根据以上结论可知：两个来自对应方向（东西，南北）的力，在二力平衡的条件下，两向平衡，就能使物体固定下来。接下来我们就来做一个反例推理，来验证这个结论。最终的目的就是为了研究力的大小对固定状态的影响。如果依照我们生活经验来看，受到力的大小不相等的时候，怎么还可能保持固定状态呢？这的确是真的。但是你又是怎么知道的呢？那你有什么证据吗？所以我们每下一个结论，都先要想想，是不是建立在事实的基础上。我们必须一步步去假设和推理，再需事实的支持。我们在而力平衡的基础上，做出更深入的判断。不在使力与固定的关系的推理论证变得单一。假设在而力平衡的状态下，力源作用在固定点上的间接拉力，当然四个方向的拉力的大小是相等的，如果说，这间接拉力为200牛，当他们都是200牛的时候，物体（竹竿）保持了固定状态。那么我们去改变其中一个力的大小，那么竹竿将怎么变化呢？假设，西面的那个力源的方向固定点变化，用人力去拉，刚好人对绳子施加的拉力是10牛。那么我们就可以做出一定的判断了，10牛小于200牛，这就说明西面作用的间接拉力仍然保持在200牛，我们先试着改变一个量。这样一来，同样在没有任何外力的影响下进行，那么物体（竹竿）就会向东面倾倒。如果说，按照上一项推理，依据平衡原理，二力抵消的话，那就相当于，西面的拉力为0牛，东面的拉力经过抵消之后就变成了（200牛-10牛=190牛）了，然而两边还有200牛的拉力的支撑，所以竹竿不会完全倒在水平面上。一般人可能认为，东西两面的间接拉力抵消之后，就变成了190牛的间接拉力，但是他们没有意识到，抵消之后，西面还有一个0牛的无作用的间接拉力，然后，他们就会错误地认为，南北两边各有一个200牛的间接拉力，东西面加在一起有190牛的拉力，抵消之后的间接拉力就为（200-190=10牛），他们之间不过相差只有10牛罢了，于是就做出了错误的判断，认为这也将保持固定状态。其实他们漏想了一步，200牛的间接拉力是南北两面各自的间接拉力。但是190牛，单单只是东西两面抵消后东面的间接拉力，而西面的间接拉力已经抵消成0牛了，所以说，无论如何东西两面都不能保持物体的固定状态。如果说，要用抵消间接拉力的方式来保持物体的固定状态，那么那个对应方向的间接拉力就必须相等，或者说非常地接近。就拿那个200牛的对应力来说吧，两个对应方向的间接拉力皆为200牛，抵消之后，间接力就变成了0牛，就好象在固定状态下，已经没有了力作用在竹竿上了。反正一点，抵消之后，两值差越近，他的倾斜角度就会越小。从以上关于力的大小与固定关系的推理中，我们得出新目标结论：两对应方向，间接拉力值抵消，值差越小，越能保持固定状态。
杠杆轻撬，一个世界从此转动；王冠潜底，一条定理浮出水面。苹果落地，人类飞向太空；蝴蝶振羽，风云为之色变。三棱镜中折射出七色彩虹；大荒原上升腾起蘑菇烟尘。
[后记]我们应该行动起来，把握住这个契机，挥舞“世界物理年”这面旗帜，肩负起光大物理学的历史重任，燃烧当代大学生火热的青春激情，积极地开展形式多样的宣传活动，增进公众对物理学的理解，向公众展示一个真实、严谨而不失美丽的物理世界!坚定对物理学的信念，追寻爱因斯坦的足迹，学习前辈物理学家不畏权威、坚持真理的科学精神，共同创造物理学光辉的未来!让我们用青春的激情书写历史的奇迹、点燃未来的希望，共同创造物理学的下一个辉煌!
让我们共同热爱的物理照耀宇宙!
【力学与固定关系的研究】相关文章：