杠杆原理的妙用论文

1、杠杆原理的妙用论文摘要：战国时代的墨家曾经总结过这方面的规律，在墨经中就有两条专门记 载杠杆原理的。这两条对杠杆的平衡说得很全面。里面有等臂的，有不等臂的； 有改变两端重量使它偏动的，也有改变两臂长度使它偏动的。这样的记载，在世 界物理学史上也是非常有价值的。关键词：杠杆阿基米德正文：在论平面图形的平衡一书中最早提出了杠杆原理。他首先把杠杆实际 应用中的一些经验知识当作不证自明的公理，然后从这些公理出发，运用几何 学通过严密的逻辑论证，得出了原理。这些公理是：（1）在无重量的杆的两端离 支点相等的距离处挂上相等的重量，它们将平衡；（2）在无重量的杆的两端离支 点相等的距离处挂上不相等的重量，重

2、的一端将下倾；（3）在无重量的杆的两端 离支点不相等距离处挂上相等重量，距离远的一端将下倾；（4） 一个重物的作用 可以用几个均匀分布的重物的作用来代替，只要重心的位置保持不变。相反，几 个均匀分布的重物可以用一个悬挂在它们的重心处的重物来代替；似图形的重心 以相似的方式分布正是从这些公理出发，在重心理论的基础上，阿基米德 又发现了杠杆原理，即二重物平衡时，它们离支点的距离与重量成反比。阿基米德对杠杆的研究不仅仅停留在理论方面，而且据此原理还进了一系列 的发明创造。据说，他曾经借助杠杆和滑轮组，使停放在沙滩上的桅船顺利下水。 在保卫叙拉古免受罗马海军袭击的战斗中，阿基米德利用杠杆原理制造了远、

3、近 距离的投石器，利用它射出各种飞弹和巨石攻击敌人，曾把罗马人阻于叙拉古城 外达3年之久。这里还要顺便提及的是，在我国历史上也早有关于杠杆的记载杠杆绕着转动的支撑点叫做支点使杠杆转动的力叫做动力阻碍杠杆转动的力叫做阻力当动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消时，杠杆将处于平衡状态，这种状态叫 做杠杆平衡通过力的作用点沿力的方向的直线叫做力的作用线从支点O到动力F1的作用线的垂直距离L1叫做动力臂从支点O到阻力F2的作用线的垂直距离L2叫做阻力臂 在使用杠杆时，为了省力，就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆；如欲省距离，就 应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。因此使用杠杆可以省力，也可以省距离。但是， 要想省力

4、，就必须多移动距离；要想少移动距离，就必须多费些力。要想又省力 而又少移动距离，是不可能实现的。正是从这些公理出发，在“重心”理论的基 础上，阿基米德发现了杠杆原理，即“二重物平衡时，它们离支点的距离与重量 成反比。杠杆的支点不一定要在中间，满足下列三个点的系统，基本上就是杠杆：支点、 施力点、受力点。其中公式这样写：支点到受力点距离（力矩）*受力二支点到施力点距离（力臂） *施力，这样就是一个杠杆。杠杆也有省力杠杆跟费力的杠杆，两者皆有但是功能表现不同。例如有一种用脚 踩的打气机，或是用手压的榨汁机，就是省力杠杆（力臂 力矩）；但是我们要 压下较大的距离，受力端只有较小的动作。另外有一种费力

5、的杠杆。例如路边的 吊车，钓东西的钩子在整个杆的尖端，尾端是支点、中间是油压机（力矩 力 臂），这就是费力的杠杆，但费力换来的就是中间的施力点只要动小距离，尖端 的挂勾就会移动相当大的距离。两种杠杆都有用处，只是要用的地方要去评估是要省力或是省下动作范围。另外 有种东西叫做轮轴，也可以当作是一种杠杆的应用，不过表现尚可能有时要加上 转动的计算。杠杆是一种简单机械；一根结实的棍子（最好不会弯又非常轻），就能当作一根 杠杆了。方形代表重物、圆形代表支持点、箭头代表用，这样，你看出来了吧？ 在杠杆右边向下杠杆是等臂杠杆；第二种是重点在中间，动力臂大于阻力臂，是 省力杠杆；第三种是力点在中间，动力臂小

6、于阻，是费力杠杆。第一种杠杆例如： 剪刀、钉锤、拔钉器杠杆可能省力可能费力，也可能既不省力也不费力。这 要看力点和支点的距离：力点离支点愈远则愈省力，愈近就愈费力；还要看重点 （阻力点）和支点的距离：重点离支点越近则越省力，越远就越费力；如果重点、力点距离支点一样远，就不省力也不费力，只是改变了用力的方向。第二种杠杆例如：开瓶器、榨汁器、胡桃钳这种杠力点一定比重点距离 支点近，所以永远是省力的。如果我们分别用花剪（刀刃比较短）和洋裁剪刀（刀刃比较长）剪纸板时花 剪较省力但是费时；而洋裁剪则费力但是省时。剪较硬物体要用较大的力才能剪开硬的物体，这说明阻力较大。用动力臂较长、阻力臂 较短的剪刀。剪

7、纸或布用较小的力就能剪开纸或布之类较软的物体，这说明阻力较小，同时为了加 快剪切速度，刀口要比较长。用动力臂较短、阻力臂较长的剪刀。剪树枝修剪树枝时，一方面树枝较硬，这就要求剪刀的动力臂要长、阻力臂要短； 另一方面，为了加快修剪速度，剪切整齐，要求剪刀刀口要长。用动力臂较长、 阻力臂较短，同时刀口较长的剪刀。所以说，杠杆是生活中不可缺少，又很奇妙的。通过了解杠杆原理，我 们能够使生活中的很多困难的事变得简单。阿基米德的“理想”阿基米德进行过力学方面的研究，并将其运用于杠杆和滑轮 的机械设计。据说，为了宣扬其研究成果而夸口说：“给我一个支点和足够长的 杠杆，我可把地球搬动给你们看。”虽然，他没有搬动地球，却用滑轮移动了大 船。设支点在地球外1万米处，如果一个在地球上可提起60kg的物体，则需要 在支点外的1x1024km处才能搬动地球，地球质量6x1024kg.1个天文单位为地球到太阳之间的平均距离，即1A.U. =1.