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文档简介

1、你知道的杠杆知识有多少一墨经中有关的杠杆知识墨家是我国古代的一个学派,这个学派的成员多来自生产第一线,有丰富的技术知识和刻苦的钻研精神,研究科学技术的风气特别盛,有不少创造发明,对后世的科学发展起着积极的作用。墨翟是战国初期鲁国人,是墨家的创始人。墨经是墨家学者的集体创作。墨经一书中有两条专门记载杠杆的原理。一条说:“衡木,加重焉而不挠,极胜重也;右校交绳,无加焉而挠,极不胜重也。”意思是说:在横杆的一端加上重物而不致发生偏转(挠),那一定是预先固定有石块的一端(即“极”)的转矩,足以胜任重物一端的转矩。此时如果把支点(“交绳”)移近“极”端,即不必另加重物也可以使杠杆偏转,这时是“极”的转矩

2、不能胜任重物的转矩。另外一条是专门从杠杆原理讨论天平与杆秤的。条文是这样的:“衡木:加重于其一旁,必捶重相若也。相衡:则本短标长,两加焉,重相若,则标必下标得权也。”这段文字上半段是说天平的。意思是:天平横梁的一臂加重物,另一臂必得加砝码(“必捶”),两者必须等重,才能平衡。下半段是说杆秤的。意思是说:杆秤的提纽到重物的一臂(“本”)比较短,提纽到秤锤的臂(“标”)比较长,如果两边等重,秤锤一边必下落。为什么呢?因为秤锤对“标”一边的作用过大了。这两条对杠杆的平衡条件说得很全面:有等臂的,有不等臂的;有改变两端重力使它转动的,也有改变两臂长度使它转动的。这样的记载,在世界物理学史上都非常有价值

3、。二子贡推广桔槔的故事孔夫子(孔丘公元前551前479年)有个学生叫子贡(端木赐,公元前520前?年)。他是当时能与诸侯分庭抗礼的卫国(在今河南省)富商,对有用技术比较关心。有一次他从南方的楚国北返,经过晋国汉阴(在汉水以北)地方,见到一个老头在浇菜。老头采用的是远古的笨办法:从地面开凿一条隧道通到井下,一次次地由隧道下井,用瓦罐打满水抱上去浇菜,既费劲,效率又低。子贡忍不住向老头宣传推广起桔槔来。桔槔是一种用来从井里打水的杠杆装置:在井边立一根直柱,上面悬一根杠杆;杠杆前端挂水桶,后端绑上配重(石头或树段)。不打水的时候,后边的力矩(配重力臂)大于前边的力矩(空水桶重臂),使它的前端翘起挺高

4、。打水的时候,将挂水桶的绳索往下拽。水桶一打满水,又变成前边的力矩(满水桶重臂)大于后边的力矩(配重力臂)。这时往上提水,人花的力气就小于一桶水的重量,相当省力。子贡向这位汉阴老头宣传桔槔的好处,说桔槔打水就像温泉的涌溢,一天能浇菜100畦,用力小,效率高。想不到这老头很保守,认为采用新技术会把人心搞乱。他不仅不采纳子贡的意见,反而将好心好意的子贡数落了一顿。这个故事说明,早在两千多年前的春秋时代(公元前770公元前476年),我国已经有桔槔了。三杆秤的发展历史与古代欧洲的希腊、罗马一样,我国的杠杆秤也是先有天平。据古书记载, 远在四五千年前的黄帝时代,我们的祖先就发明了天平。今天我们还能在博

5、物馆里见到2000多年前的春秋战国时代的天平(教科书八年级上册图6-1-4)。 这些古代天平与我们今天在实验室里见到的现代天平基本道理一样,而模样却大不相同。它有一根木质或青铜质的秤杆。秤杆的中点系着提挈用的绳子,两端则各固定悬挂一个秤盘。一个秤盘放待称的物品,另一个秤盘放砝码。有意思的是,当时的砝码是一整套大小不一的青铜圆环。天平的基本特点是秤杆挂砝码的一边(力臂)与挂物品的一边(重臂)长度相等。因此放的砝码应当与待称物品质量相等。这就使天平只适用于称量较轻的物品。要称量几十、几百千克物品,就得放几十、几百千克砝码,这太麻烦!在天平出现2000多年后,古代制秤匠师们终于摸索出“小小秤砣压千斤”的巧办法,把这个问题解决了。不过,这时出现的还不是像今天这样的提系杆秤,而是不等臂秤(如上图)。不等臂秤的特点是:秤杆上有尺寸刻度;挂物品的绳子和挂秤砣的绳子都可以在秤杆上滑移;不再采用成套的砝码,而采用一个重量固定的秤砣。我们在博物馆里可以见到公元前5世纪或更早的齐国(在今山东省北部、东部)、共国(在今河南省辉县等地)不等臂秤的秤砣,和公元前4世纪的楚国宫廷里用的不等臂秤的秤杆。中国发明不等臂秤比欧洲早三个世纪。不等臂秤是杠杆秤家族的第二代。然而,不等臂秤不像后来的提系杆秤那样能直接读出物品的重量,而必须用公式(力臂秤砣重量=重臂物品的重量)算出物品的重量,使用起来不太方便。于

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