杠桿原理桔槔

① 桔槔是一種怎樣的提水裝置

桔槔早在春秋戰國時期就已經應用，實際上它是一種利用杠桿原理的提水裝置。它是在井旁支一個木架，在木架上安裝一根結實的木桿，木架將木桿分成短端和長端，短端系著木桶，長端墜個石塊。當桶向上提水的時候，由於杠桿和墜石的作用，便比較省力了。

② 在我國古代，農民都是怎樣給農作物灌溉水的呢

我國是一個農業大國，農業灌溉工具的發展顯得尤為重要，影響著農業生產的發展。平時農作物灌溉主要依靠自然的降雨降雪，但氣候並不由人控制，更多的時候需要進行人工灌溉。那麼在科技並不發達的古代，人們是怎樣給莊稼澆水的？

古代灌溉工具對古代農業的發展是舉足輕重的，反映出了古代勞動人民的人造物的設計思想，折射出人與自然之間純朴而和諧的關系。

③ 古代中國是怎樣運用杠桿原理的

物理學中把在力的作用下可以圍繞固定點轉動的堅硬物體叫作杠桿。我國古代的農業、手工業、建築業和運輸業是比較發達的，因此簡單機械的成就也是輝煌的，杠桿的應用非常廣泛。

杠桿的使用可以追溯到原始人時期。石器時代，人們所用的石刃、石斧，都用天然繩索把它們和木柄捆綁在一起，或者在石器上鑽孔，裝上木柄。這表明他們在實踐中懂得了杠桿的經驗法則：延長力臂可以增大力量。

桔槔在春秋時期就相當普遍，是我國農村歷代通用的舊式提水器具。是在一根豎立的架子上加上一根細長的杠桿，當中是支點，末端懸掛一個重物，前段懸掛水桶，用於汲水。

杠桿是最簡單的機械，杠桿的使用或許可以追溯至原始人時期。當原始人拾起一根棍棒和野獸搏鬥，或用它撬動一塊巨石，他們實際上就是在使用杠桿原理。

石器時代人們所用的石刃、石斧，都用天然繩索把它們和木柄捆束在一起；或者在石器上鑽孔，裝上木柄。這表明他們在實踐中懂得了杠桿的經驗法則：延長力臂可以增大力量。

杠桿在我國的典型發展是秤的發明和它的廣泛應用。在一根杠桿上安裝吊繩作為支點，一端掛上重物，另一端掛上砝碼或秤錘，就可以稱量物體的重量。

南朝宋時的畫家張僧繇所繪的《二十八宿神像圖》中，就有一人手執一根有個支點的秤。

可變換支點的秤是我國古代勞動人民在桿秤上的重大發明，表明了我國古人在實踐中已經完全掌握了桿秤的原理。

迄今為止，考古發掘的最早的秤是在湖南省長沙附近左家公山上戰國時期楚墓中的天平。它是公元前4世紀至公元前3世紀的製品，是個等臂秤。不等臂秤可能早在春秋時期就已經使用了。

唐宋時期，民間出現一種銖秤，它有兩個支點即兩根提繩，可以不需置換秤桿，就可稱量不同重量的物體。這是我國人在衡器上的重大發明之一，也表明我國先民在實踐中完全掌握了杠桿原理。

《墨經》一書最早記述了秤的杠桿原理。《墨經》把秤的支點到重物一端的距離稱作「本」，今天通常稱「重臂」；把支點到桿一端的距離稱作「標」，今天稱「力臂」。

《墨經•經下》記載：稱重物時秤桿之所以會平衡，原因是「本」短「標」長。

它指出，第一，當重物和權相等而衡器平衡時，如果加重物在衡器的一端，重物端必定下垂；第二，如果因為加上重物而衡器平衡，那是本短標長的緣故；第三，如果在本短標長的衡器兩端加上重量相等的物體，那麼標端必下垂。

墨家在這里把杠桿平衡的各種情形都討論了。他們既考慮了「本」和「標」相等的平衡，也考慮了「本」和「標」不相等的平衡；既注意到杠桿兩端的力，也注意到力和作用點之間的距離大小。

雖然他們沒有給我們留下定量的數字關系，但這些文字記述肯定是墨家親身實驗的結果，它比阿基米德發現杠桿原理要早約200年。

桔槔也是杠桿的一種，是古代的取水工具。作為取水工具，一般用它改變力的方向。為其他目的使用時，也可以改變力的大小，只要把桔槔的長臂端當做人施加力的一端就行。

桔槔是在一根豎立的架子上加上一根細長的杠桿，當中是支點，末端懸掛一個重物，前段懸掛水桶。一起一落，吸水可以省力。當人把水桶放入水中打滿水以後，由於杠桿末端的重力作用，便能輕易把水提拉至所需處。

桔槔早在春秋時期就已相當普遍。如下兩條記載反映了春秋戰國時使用桔槔的地區主要是經濟比較發達的魯、衛、鄭等國。

桔槔的結構，相當於一個普通的杠桿。在其橫長桿的中間由豎木支撐或懸吊起來，橫桿的一端用一根直桿與汲器相連，另一端綁上或懸上一塊重石頭。當不汲水時，石頭位置較低；當要汲水時，人則用力將直桿與吸器往下壓。

與此同時，另一端石頭的位置則上升。當汲器汲滿後，就讓另一端石頭下降，石頭原來所儲存的位能因而轉化，通過杠桿作用，就可能將汲器提升。這樣，汲水過程的主要用力方向是向下。

這種提水工具，由於向下用力可以藉助人的體重，因而給人以輕松的感覺，也就大大減少了人們提水的疲勞程度。桔槔延續了幾千年，是我國古代社會的一種主要灌溉機械。這種簡單的汲水工具雖簡單，但它使勞動人民的勞動強度得以減輕。