人体的物理知识在物理教学中的应用探讨
出处：论文网
时间：2012-09-10
摘要： 人体蕴含着丰富的物理知识，可以为物理教学提供更为“生活化”的物理情景，激发学生兴趣，加强物理知识与生活实践的联系，让学生在学习物理知识点的同时，了解人体的身体构造及功能，加强学生关注生命、关注自我的意识；通过对人体物理知识的挖掘和总结，分析、探讨人体物理知识在物理教学中的作用，进而研究人体物理知识在物理教学中的具体运用。
关键词：人体物理知识物理教学运用。
1 人体中的力学知识。
人体的任何部位之都可以对其他物体施加力的作用， 人体外部力的表现如：人的握力、提力、拉力、蹬力、咀嚼力等，人的指纹可以增加人拿东西时手与物体的摩擦力，而接触不同的物体，人通过感受摩擦力来判断物体的粗糙程度。而对于人体内部，关节是人体骨骼的重要连接方式和精密的连接结构， 它是骨骼这一杠杆运动的巧妙支点。各块骨连接处的骨面（关节面）十分光滑，表面覆盖着透明软骨构成的关切软骨，以增强光洁度，减少摩擦力[1]。
2 人体中的压强。
我们在吸气时，胸部扩张，于是肺的容积增大，肺内空气压强减小，小于体外的大气压强，大气压将外界空气经鼻腔，气管压人肺中。而我们在呼气时，胸部收缩，肺的容积减小，肺内空气压强增大。大于体外的大气压强，肺中空气经气管、鼻腔排出体外。人体就是靠肺部的扩张和收缩、体积的改变、压强的改变和大气压的压强来进行呼吸的； 人体的心脏是血液流动的动力器官，收缩时心脏内压强增大，使血液射向动脉血管，舒张时心脏内压强降低，血液流回心脏。心脏的一收一舒推动着血液在血管中不停的流动。
3 人体中的杠杆。
人体骨骼和肌肉组成了各种不同的杠杆， 杠杆的臂由骨骼承担，关节通常是杠杆的支点，而肌肉则提供使杠杆转动的力。
在行走、跑、跳甚至在抬手、点头这些微小动作中，都在不自觉地使用着这些杠杆。从上往下看，头颅和颈椎就组成一个杠杆。头颅支在颈椎的顶端，这是杠杆的支点，可是头颅的重心却在支点的前方。在支点的前后，各有一组肌肉用力拉着这条杠杆，调节肌肉的拉力，就能使头前俯后仰。人的胳膊也是杠杆，手臂抬起来，放下去都以肘关节为支点。当手持重物抬臂时，二头肌向上拉，作用点在重力点与支点之间；当手持重物向下放时，三头肌向上拉，作用点在支点的外侧。当人弯腰向上抬重物时，脊背是一支杠杆，杠杆的臂是脊椎骨，人体躯干的重力和人头，手臂及重物的重力，都分别作用在这支杠杆上，通过背部肌肉的提拉，维持杠杆的平衡。最有意思的杠杆在脚上，在向上抬起脚跟时，整个脚以脚趾为支点，脚跟后的肌肉收缩，向上提拉，人的体重作用在脚骨上。此外，在体重一定的情况下，人的脚越长，肌肉拉力的力臂就越大，他在走、跑、跳时，脚跟肌肉的负担也会轻一些。身材高大的人，一般体重也大，脚也相应地大一些，这样随着体重加大，脚后肌肉的负担并不增加很多。
4 人体中的功与能。
人脑里大约每秒钟要发生10 万个化学反应， 这需要耗费巨大的能量，如果把大脑的新陈代谢转换成电能，它能点亮一只20 瓦的灯泡。事实上，人脑和肌肉运动一样，要消耗许多热量，这就是为什么思考和身体锻炼一样让人筋疲力尽的原因。人静止不动时所发出的热量跟一只100 瓦的电灯泡所发出的热量差不多。人劳动时，功率一般是0.05 马力———0.1 马力，短时间内可以超过1 马力[2]。成年人每分钟心律约75 次，即每次心跳约用时0.8 秒， 有人计算安静状态下每次心跳做功约1.1 焦耳，即心脏功率为1.4 瓦，看起来很小，可在人的一生中它一刻也不停息，一天中它所做的功为120960 焦耳，相当于把一个成年人（60kg）从地面拉到200m 的高空所做的功。
5 人体中的声学知识。
声带是人的发声器官， 当气体冲出时引起声带振动而发出声音。男女声带的结构略有不同，所以音调也不同。年纪渐老后声带略有松驰，故老年人的音调一般都较低。我们的发声频率大约在85～l100Hz 之间， 我们的耳朵能听到的声音频率大约在20～20000Hz 之。次声波与超声波，人耳都不能分辨的。人耳最敏感的频率为1000～5000Hz 的范围。频率不同时，敏感度差别很大。超声在人体中的传播速度相当于一个恒量，所以超声束穿过人体的时间与距离成正比，医用超声诊断仪就是据此设计的。
6 人体中的电学知识。
人体静电电位可达上万伏甚至几十万伏， 当带电人体靠近或者接触接地导体时便会产生放电，产生电火花，所以在一些有易燃易爆物的场所要避免静电放电现象的发生。人体带电主要有三种来源：一是人体自身摩擦带电，如衣物，手套等。二是与带电物相接触，如带电的粉尘、离子等。三是通过感应带电，如人体与大地绝缘接近高压带电体。对人体安全的电压为36 伏，而人体带这么高电位的电却安然无事，原因是人体虽然电位很高，但电量很小，所以放电只能形成很小的电流。皮肤干燥时，人体的电阻约为几kΩ 到十几kΩ 之间，而身体出汗后，电阻会大大减小。
7 人体中的热学知识。
皮肤是人的体温调节器。当外界气温较高时，皮肤内的大多数血管扩张，血流量增加，皮肤的温度会升高，因而由皮肤直接散发的热量增多， 与此同时汗液分泌增多， 通过汗液的蒸发吸热，使体温不致过高。当外界的气温较低时，皮肤内的大多数血管收缩，血流量减少，皮肤的温度降低，由皮肤直接散发的热量减少。与此同时，汗液分泌减少人体散热少，使体温不致于过低。
正是皮肤的调节作用才使人的体温保持稳定[3]。
8 人体中的核物理与放射物理知识。
X 射线的波长为10-8～10-12m， 它对肌肉和软组织的穿透能力大与对骨骼的穿透能力，这是利用X 射线进行医学诊断的理论基础。当X 射线照射人体时产生电离或激发作用，能使组织细胞受到损害，生长被抑制，甚至坏死，它是治疗某些癌症的基础；γ 射线同样会对机体组织产生破坏作用，放射治疗就是运用这一原理来达到杀灭肿瘤的目的。平时我们听说的γ 刀是将高能量的γ 射线聚焦到人体某一局部组织，使之发生放射性坏死，受照边缘非常清晰，犹如刀割模样，所以叫γ 刀。
总之，如果我们能够很好地在课堂教学中，能够很好地适时地穿插人体的物理知识，不仅可以可以很好地理解物理知识，而且会更好地激发学生学习物理热情， 培养学追求知识点渴望和自主学习创新的能力。
参考文献：
[1]陈仲本，况明星。医用物理学。 高等教育出版社，2005.6.47-47.
[2]扈振昌。人体与物理[J].考试（中考版），2004（10）。-61-62.
[3]张跃平。人体中蕴藏的物理知识[J].物理教学探讨（中学生版），2006.24（3）。-29-29.
关键词：人体物理知识物理教学运用。
1 人体中的力学知识。
人体的任何部位之都可以对其他物体施加力的作用， 人体外部力的表现如：人的握力、提力、拉力、蹬力、咀嚼力等，人的指纹可以增加人拿东西时手与物体的摩擦力，而接触不同的物体，人通过感受摩擦力来判断物体的粗糙程度。而对于人体内部，关节是人体骨骼的重要连接方式和精密的连接结构， 它是骨骼这一杠杆运动的巧妙支点。各块骨连接处的骨面（关节面）十分光滑，表面覆盖着透明软骨构成的关切软骨，以增强光洁度，减少摩擦力[1]。
2 人体中的压强。
我们在吸气时，胸部扩张，于是肺的容积增大，肺内空气压强减小，小于体外的大气压强，大气压将外界空气经鼻腔，气管压人肺中。而我们在呼气时，胸部收缩，肺的容积减小，肺内空气压强增大。大于体外的大气压强，肺中空气经气管、鼻腔排出体外。人体就是靠肺部的扩张和收缩、体积的改变、压强的改变和大气压的压强来进行呼吸的； 人体的心脏是血液流动的动力器官，收缩时心脏内压强增大，使血液射向动脉血管，舒张时心脏内压强降低，血液流回心脏。心脏的一收一舒推动着血液在血管中不停的流动。
3 人体中的杠杆。
人体骨骼和肌肉组成了各种不同的杠杆， 杠杆的臂由骨骼承担，关节通常是杠杆的支点，而肌肉则提供使杠杆转动的力。
在行走、跑、跳甚至在抬手、点头这些微小动作中，都在不自觉地使用着这些杠杆。从上往下看，头颅和颈椎就组成一个杠杆。头颅支在颈椎的顶端，这是杠杆的支点，可是头颅的重心却在支点的前方。在支点的前后，各有一组肌肉用力拉着这条杠杆，调节肌肉的拉力，就能使头前俯后仰。人的胳膊也是杠杆，手臂抬起来，放下去都以肘关节为支点。当手持重物抬臂时，二头肌向上拉，作用点在重力点与支点之间；当手持重物向下放时，三头肌向上拉，作用点在支点的外侧。当人弯腰向上抬重物时，脊背是一支杠杆，杠杆的臂是脊椎骨，人体躯干的重力和人头，手臂及重物的重力，都分别作用在这支杠杆上，通过背部肌肉的提拉，维持杠杆的平衡。最有意思的杠杆在脚上，在向上抬起脚跟时，整个脚以脚趾为支点，脚跟后的肌肉收缩，向上提拉，人的体重作用在脚骨上。此外，在体重一定的情况下，人的脚越长，肌肉拉力的力臂就越大，他在走、跑、跳时，脚跟肌肉的负担也会轻一些。身材高大的人，一般体重也大，脚也相应地大一些，这样随着体重加大，脚后肌肉的负担并不增加很多。
4 人体中的功与能。
人脑里大约每秒钟要发生10 万个化学反应， 这需要耗费巨大的能量，如果把大脑的新陈代谢转换成电能，它能点亮一只20 瓦的灯泡。事实上，人脑和肌肉运动一样，要消耗许多热量，这就是为什么思考和身体锻炼一样让人筋疲力尽的原因。人静止不动时所发出的热量跟一只100 瓦的电灯泡所发出的热量差不多。人劳动时，功率一般是0.05 马力———0.1 马力，短时间内可以超过1 马力[2]。成年人每分钟心律约75 次，即每次心跳约用时0.8 秒， 有人计算安静状态下每次心跳做功约1.1 焦耳，即心脏功率为1.4 瓦，看起来很小，可在人的一生中它一刻也不停息，一天中它所做的功为120960 焦耳，相当于把一个成年人（60kg）从地面拉到200m 的高空所做的功。
5 人体中的声学知识。
声带是人的发声器官， 当气体冲出时引起声带振动而发出声音。男女声带的结构略有不同，所以音调也不同。年纪渐老后声带略有松驰，故老年人的音调一般都较低。我们的发声频率大约在85～l100Hz 之间， 我们的耳朵能听到的声音频率大约在20～20000Hz 之。次声波与超声波，人耳都不能分辨的。人耳最敏感的频率为1000～5000Hz 的范围。频率不同时，敏感度差别很大。超声在人体中的传播速度相当于一个恒量，所以超声束穿过人体的时间与距离成正比，医用超声诊断仪就是据此设计的。
6 人体中的电学知识。
人体静电电位可达上万伏甚至几十万伏， 当带电人体靠近或者接触接地导体时便会产生放电，产生电火花，所以在一些有易燃易爆物的场所要避免静电放电现象的发生。人体带电主要有三种来源：一是人体自身摩擦带电，如衣物，手套等。二是与带电物相接触，如带电的粉尘、离子等。三是通过感应带电，如人体与大地绝缘接近高压带电体。对人体安全的电压为36 伏，而人体带这么高电位的电却安然无事，原因是人体虽然电位很高，但电量很小，所以放电只能形成很小的电流。皮肤干燥时，人体的电阻约为几kΩ 到十几kΩ 之间，而身体出汗后，电阻会大大减小。
7 人体中的热学知识。
皮肤是人的体温调节器。当外界气温较高时，皮肤内的大多数血管扩张，血流量增加，皮肤的温度会升高，因而由皮肤直接散发的热量增多， 与此同时汗液分泌增多， 通过汗液的蒸发吸热，使体温不致过高。当外界的气温较低时，皮肤内的大多数血管收缩，血流量减少，皮肤的温度降低，由皮肤直接散发的热量减少。与此同时，汗液分泌减少人体散热少，使体温不致于过低。
正是皮肤的调节作用才使人的体温保持稳定[3]。
8 人体中的核物理与放射物理知识。
X 射线的波长为10-8～10-12m， 它对肌肉和软组织的穿透能力大与对骨骼的穿透能力，这是利用X 射线进行医学诊断的理论基础。当X 射线照射人体时产生电离或激发作用，能使组织细胞受到损害，生长被抑制，甚至坏死，它是治疗某些癌症的基础；γ 射线同样会对机体组织产生破坏作用，放射治疗就是运用这一原理来达到杀灭肿瘤的目的。平时我们听说的γ 刀是将高能量的γ 射线聚焦到人体某一局部组织，使之发生放射性坏死，受照边缘非常清晰，犹如刀割模样，所以叫γ 刀。
总之，如果我们能够很好地在课堂教学中，能够很好地适时地穿插人体的物理知识，不仅可以可以很好地理解物理知识，而且会更好地激发学生学习物理热情， 培养学追求知识点渴望和自主学习创新的能力。
参考文献：
[1]陈仲本，况明星。医用物理学。 高等教育出版社，2005.6.47-47.
[2]扈振昌。人体与物理[J].考试（中考版），2004（10）。-61-62.
[3]张跃平。人体中蕴藏的物理知识[J].物理教学探讨（中学生版），2006.24（3）。-29-29.
