中学物理

杠杆与简单机械

10 分钟

撬动地球的那句话

阿基米德说:「给我一个支点,我能撬动地球。」杠杆原理:动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂。白话:力臂越长,用力越省——省力的代价是多走距离。

找身边的三种杠杆

  • 省力杠杆:开瓶器、撬棍、手推车——动力臂比阻力臂长,小力办大事。
  • 费力杠杆:筷子、镊子、钓鱼竿——阻力臂更长,费力但省距离,指尖小动作换来筷头大范围。
  • 等臂杠杆:天平——两边臂相等,比的是两边谁重。

算一题

用撬棍撬 600 牛的石头,阻力臂 0.1 米,动力臂 1.2 米。动力 = 600 × 0.1 ÷ 1.2 = 50 牛——一箱牛奶的重量,就能撬动一块大石。臂长 12 倍,力省 12 倍。

滑轮和斜面

定滑轮不省力,只改变力的方向(升旗);动滑轮省一半力,但要多拉一倍绳子。盘山公路是斜面:S 形绕远路,换坡度变小——所有简单机械都守同一条规矩:省力必费距离,天下没有白捡的便宜。

常见误区

省力的机械不省「功」。杠杆、滑轮只是「重新分配」力和距离,总账一分不少。

练一练:用一把剪刀分别剪纸和剪铁皮,感受刀口离轴远近的区别,说说剪刀属于哪种杠杆。

小纸条

用筷子夹东西,标出支点、动力和阻力,判断杠杆类型

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