薛海凤

凡能够改变力的大小和方向的装置，统称“机械”。机械在生活中的应用无处不在，利用机械既可减轻体力劳动，又能提高工作效率。小到每天吃饭用的筷子、大到建筑工程等都离不开机械的协助，在机械的共同助力下，人们可以更好地体验生活。

斜面作为古老的机械之一，在科技不发达、依赖人工作业的古代，人们依赖斜面将笨重巨大的物体运送到指定位置，克服了人工作业的困难。

现代社会，斜面在盘山公路上的应用降低了人们上山的困难，满足了人们运输的需求。斜面作为最简单便利的机械，因材料易获得，应用便利和容易而被广泛使用。根据功的原理：使用任何机械都不省功，这个普遍结论，对于任何机械都适用。斜面作为省力机械，缺点需要耗费更多时间达到使用的效果。

“给我一个支点，我能撬起地球”，发现杠杆原理的古希腊科学家阿基米德如是说。杠杆是另一种历史悠久的机械，筷子、指甲刀、镊子、起重机吊臂、开关的门窗、道钉撬、自行车的刹车手把、剪刀、天平、钓鱼竿、钳子、扳手等都是杠杆的应用。杠杆是用刚性材料制成的形状是直的或弯曲的杆，在外力作用下能绕固定点或一定轴线转动的一种简单机械。其上有支点、动力作用点、阻力作用点，杠杆的固定转轴即通常说的“支点”，从转轴到动力作用线的垂直距离叫“动力臂”，从转轴到阻力作用线的垂直距离叫“阻力臂”，这便是杠杆的三点两臂。

由于杠杆上三点的位置不同，产生不同的受力效果，杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。杠杆处于静止状态或者匀速转动的状态下即杠杆平衡。“杠杆平衡条件”即杠杆原理，要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力矩（力与力臂的乘积）大小必须相等。即：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1· L1=F2·L2。式中，F1表示动力，L1表示动力臂，F2表示阻力，L2表示阻力臂。从上式知，杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。使用杠杆时，为了省力，应该用动力臂比阻力臂长的杠杆;若要省距离，就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。省力却费距离，如拔钉子用的羊角锤、铡刀、开瓶器、轧刀、动滑轮、手推车、剪铁皮的剪刀及剪钢筋用的剪刀等。费力却省距离，如钓鱼竿、镊子、筷子、船桨、缝纫机踏板、裁缝用的剪刀、理发师用的剪刀等。天平、定滑轮是等臂杠杆，不省力也不费力，也不多移动距离。

阿基米德利用杠杆原理，曾经借助杠杆和滑轮组，让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，制造了远、近距离的投石器，利用它射出各种飞弹和巨石攻击敌人。

滑轮、轮轴、齿轮是杠杆的变形，升国旗旗杆顶端有定滑轮，吊车、塔吊、起重机有动滑轮。轮轴实质是可连续旋转的杠杆，方向盘、磨刀用的砂轮、电风扇，陀螺、扳手、螺丝刀、辘轳都是轮轴。传送带作为一种组合机械，是由基本的轮轴构成，是变形的简单杠杆，也属复合杠杆，广泛应用在农业和工业生活中，如输送粮食、传送货物等。平时人们弯腰，踮一下脚尖、点头、抬头等也是靠杠杆的作用。

机械随着人们生活需求不断变化创新，滑轮组便应运而生了。使用滑轮组可以省力，可以节省时间、空间，可重复使用，帮助人们运送货物，应用在电梯等日常生活中，成为人们生活中不可或缺的重要组成部分。

未来机械必将与现代信息技术等产品相结合，以更多形式呈现在人们的眼前，形成创新型、智能化操作的机械产品，且可以数字化、电子化，进一步解放双手，使用将更便利。

弹簧测力计、空茶叶罐、玻璃珠、硬纸板、塑料圆管、刻度尺、小刀、圆珠笔、米、筷子、白纸条、吸管、网兜、棉线、胶水、肥皂、陀螺、剪刀、手机支架、汽车地垫固定圈。

装有适量玻璃珠的茶叶罐作为重物，直接用测力计向上提升一定高度，觉得费力。硬纸板搭在茶叶罐上构成斜面，再用测力计平行斜面向上提升相同高度，发现省力却费距离。

白纸条用圆珠笔标上刻度尺刻度，贴在长塑料圆管一侧，空茶叶罐装满米，筷子粗端直插入瓶底，露出细端，套上一截吸管，吸管口正对两侧各剪V形，上方平放长塑料圆管使之平衡，此为支点。网兜内装8个玻璃珠用棉线系紧充当一个重物4个，制作至少3个相同重物。圆管离支点等距离各挂1个重物，发现杠杆平衡。改变某侧重物数量或改变系点到支点距离，再次探究令杠杆平衡的条件。

①装有适量玻璃珠的茶叶罐作为重物，把汽车地垫固定圈用棉线固定在手机支架上，充当定滑轮。棉线一头接重物，另一头连接测力计，手竖直向上拉测力计至一定高度。把棉线绕过固定圈，在下方施力也能把重物提到对应高度，发现不省力但方向改变更方便。

②棉线一头系在手机支架上，另一头绕过固定圈接测力计，地垫圈下吊重物，手竖直向上拉测力计，发现圈随重物而动，此为动滑轮，发现省力却费距离。2个地垫固定圈如图示组成滑轮组，看看能省多少力？

猜你喜欢 棉线省力测力计 省力与费力风流一代·经典文摘(2022年2期)2022-02-23例谈弹簧测力计的使用初中生学习指导·提升版(2021年2期)2021-09-10省力与费力华声文萃(2021年8期)2021-08-25省力与费力意林原创版(2021年4期)2021-05-06省力与费力北方人(2021年2期)2021-04-06棉线挂饰女友(2018年7期)2018-05-14命悬一线小天使·五年级语数英综合(2017年9期)2017-10-25弹簧测力计的使用中学生数理化·八年级物理人教版(2017年1期)2017-03-25无法烧断的棉线小学阅读指南·高年级版(2015年2期)2015-09-10如何使用弹簧测力计中学生数理化·八年级物理人教版(2014年1期)2015-01-09