⑴ 什麼叫做杠桿
初中物理學中把一根在力的作用下可繞固定點轉動的硬棒叫做杠桿。
杠桿是一種簡單機械。
在力的作用下能繞著固定點轉動的硬棒就是杠桿。
在生活中根據需要,杠桿可以做成直的,也可以做成彎的,但必須是硬的物體。
蹺蹺板、剪刀、扳子、撬棒、釣魚竿等,都是杠桿。
滑輪是一種變形的杠桿,定滑輪的實質是等臂杠桿,動滑輪的實質是阻力臂是動力臂一半的杠桿。
在力的作用下繞固定點轉動的硬棒叫做杠桿。
阿基米德在《論平面圖形的平衡》一書中最早提出了杠桿原理。他首先把杠桿實際應用中的一些經驗知識當作"不證自明的公理",然後從這些公理出發,運用幾何學通過嚴密的邏輯論證,得出了杠桿原理。這些公理是:⑴在無重量的桿的兩端離支點相等的距離處掛上相等的重量,它們將平衡;⑵在無重量的桿的兩端離支點相等的距離處掛上不相等的重量,重的一端將下傾;⑶在無重量的桿的兩端離支點不相等距離處掛上相等重量,距離遠的一端將下傾;⑷一個重物的作用可以用幾個均勻分布的重物的作用來代替,只要重心的位置保持不變。相反,幾個均勻分布的重物可以用一個懸掛在它們的重心處的重物來代替;似圖形的重心以相似的方式分布……正是從這些公理出發,在"重心"理論的基礎上,阿基米德又發現了杠桿原理,即"二重物平衡時,它們離支點的距離與重量成反比。"
阿基米德對杠桿的研究不僅僅停留在理論方面,而且據此原理還進了一系列的發明創造。據說,他曾經藉助杠桿和滑輪組,使停放在沙灘上的桅船順利下水。在保衛敘拉古免受羅馬海軍襲擊的戰斗中,阿基米德利用杠桿原理製造了遠、近距離的投石器,利用它射出各種飛彈和巨石攻擊敵人,曾把羅馬人阻於敘拉古城外達3年之久。
杠桿在古代就已被應用
這里還要順便提及的是,關於杠桿的工作原理,在中國歷史上也有記載過。戰國時代的墨家曾經總結過這方面的規律,在《墨經》中就有關於天平平衡的記載:「衡木:加重於其一旁,必錘——重相若也。「這句話的意思是:天平衡量的一臂加重物時,另一臂則要加砝碼,且兩者必須等重,天平才能平衡。這句話對杠桿的平衡說得很全面。裡面有等臂的,有不等臂的;有改變兩端重量使它偏動的,也有改變兩臂長度使它偏動的。這樣的記載,在世界物理學史上也是非常有價值的。
⑵ 怎樣從數學的角度解釋杠桿原理最好有圖示
杠桿又分稱費力杠桿、省力杠桿和等臂杠桿,杠桿原理也稱為「杠桿平衡條件」。要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個力矩(力與力臂的乘積)大小必須相等。即:動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F1· L1=F2·L2。式中,F1表示動力,L1表示動力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。從上式可看出,要使杠桿達到平衡,動力臂是阻力臂的幾倍,阻力就是動力的幾倍。
中文名
杠桿原理
外文名
lever principle
別 稱
杠桿平衡條件
表達式
F1· L1=F2·L2.
提出者
阿基米德
提出時間
公元前245年左右
應用學科
物理科學
適用領域范圍
杠桿力學
適用領域范圍
建築,物理,機械
原理提出
古希臘科學家阿基米德有這樣一句流傳很久的名言:「給我一個支點,我就能撬起整個地球!」,這句話便是說杠桿原理。
阿基米德在《論平面圖形的平衡》一書中最早提出了杠桿原理。他首先把杠桿實際應用中的一些經驗知識當作「不證自明的公理」,然後從這些公理出發,運用幾何學通過嚴密的邏輯論證,得出了杠桿原理。
阿基米德
這些公理是:
(1)在無重量的桿的兩端離支點相等的距離處掛上相等的重量,它們將平衡;
(2)在無重量的桿的兩端離支點相等的距離處掛上不相等的重量,重的一端將下傾;
(3)在無重量的桿的兩端離支點不相等距離處掛上相等重量,距離遠的一端將下 傾;
(4)一個重物的作用可以用幾個均勻分布的重物的作用來代替,只要重心的位置保持不變。相反,幾個均勻分布的重物可以用一個懸掛在它們的重心處的重物來代替
(5)相似圖形的重心以相似的方式分布……
正是從這些公理出發,在「重心」理論的基礎上,阿基米德發現了杠桿原理,即「二重物平衡時,它們離支點的距離與重量成反比。」阿基米德對杠桿的研究不僅僅停留在理論方面,而且據此原理還進行了一系列的發明創造。據說,他曾經藉助杠桿和滑輪組,使停放在沙灘上的船隻順利下水,在保衛敘拉古免受羅馬海軍襲擊的戰斗中,阿基米德利用杠桿原理製造了遠、近距離的投石器,利用它射出各種飛彈和巨石攻擊敵人,曾把羅馬人阻於敘拉古城外達3年之久。
這里還要順便提及的是,在中國歷史上也早有關於杠桿的記載。戰國時代的墨子曾經總結過這方面的規律,在《墨經》中就有兩條專門記載杠桿原理的。這兩條對杠桿的平衡說得很全面。裡面有等臂的,有不等臂的;有改變兩端重量使它偏動的,也有改變兩臂長度使它偏動的。這樣的記載,在世界物理學史上也是非常有價值的。
概念分析
編輯
在使用杠桿時,為了省力,就應該用動力臂比阻力臂長的杠桿;如果想要省距離,就應該用動力臂比阻力臂短的杠桿。因此使用杠桿可以省力,也可以省距離。但是,要想省力,就必須多移動距離;要想少移動距離,就必須多費些力。要想又省力而又少移動距離,是不可能實現的。
杠桿的支點不一定要在中間,滿足下列三個點的系統,基本上就是杠桿:支點、施力點、受力點。
其中公式這樣寫:動力×動力臂=阻力×阻力臂,即F1×L1=F2×L2這樣就是一個杠桿。
動力臂延伸
杠桿也有省力杠桿跟費力的杠桿,兩者皆有但是功能表現不同。例如有一種用腳踩的打氣機,或是用手壓的榨汁機,就是省力杠桿 (動力臂 > 阻力臂);但是我們要壓下較大的距離,受力端只有較小的動作。另外有一種費力的杠桿。例如路邊的吊車,釣東西的鉤子在整個桿的尖端,尾端是支點、中間是油壓機 (力矩 > 力臂),這就是費力的杠桿,但費力換來的就是中間的施力點只要動小距離,尖端的掛勾就會移動相當大的距離。
兩種杠桿都有用處,只是要用的地方要去評估是要省力或是省下動作范圍。另外有種東西叫做輪軸,也可以當作是一種杠桿的應用,不過表現尚可能有時要加上轉動的計算。
古希臘科學家阿基米德有這樣一句流傳千古的名言:"假如給我一個支點,就能撬起地球"這句話不僅是催人奮進的警句,更是有著嚴格的科學根據的。
⑶ 什麼是杠桿
杠桿的本意就是以小博大,四兩撥千斤。在經濟領域,杠桿就是指小資金撬動大項目。而經濟去杠桿,簡單說就是消除這些以小博大的資金,表現為降低企業負債率、減少金融產品嵌套、減少違規信貸等等。而對於不同的經濟主體來說,去杠桿也有不同的含義。
1、居民
居民這邊的杠桿主要是按揭買房和消費貸。按揭都比較熟悉,30萬首付,買100萬的房子,那麼其中70萬公積金貸/商業貸就是加杠桿的資金;再比如消費貸,利用你的信用積分去平台借錢消費。以上的兩種方式,實際上都是用我們的信用、公積金或者實物等進行的抵押貸款。
而去杠桿並不是不準我們買房,不準抵押貸款,而是將杠桿的比例降下來。原先30萬首付可以「撬動」70萬的貸款,現在不行了,提高首付比例,限購,得40萬或者50萬。原先信用積分600分以上,現在得700分,可貸款的人就少了很多,同時壞賬率也會有所降低。
2、工業企業
在經濟繁榮期,政府為了刺激經濟,會施行積極的財政政策和貨幣政策。作為企業的話,這就意味著貨幣流動性更寬松,更容易能貸款到更多的錢,項目更容易得到有關部門的審批。
這時也正是企業家杠桿擴張的時期。公司資產/估值1億,原先只能貸7000萬,現在可以貸到2億,財務杠桿加到2倍。
而去杠桿則是在有經濟增速下行壓力的背景下,如果放任信貸寬松和項目接連上馬,不僅會讓企業出現資不抵債的情況,還會給銀行造成壞賬負擔。一旦企業破產倒閉,銀行的錢就玩完了,而銀行的錢是有來源於老百姓的存款、企業存款、理財資金等等。
因此這么一來就會引發連鎖反應,最終可能導致系統性金融危機。因此這時國家對央企去杠桿,也是將金融危機扼殺在搖籃中,保障國有資產安全,維持金融市場穩定。
3、政府
目前的去杠桿主要針對的是地方政府的債務去杠桿。目前地方政府的融資渠道主要是地方政府一般債與專項債。
(3)知識就是力量圖片杠桿擴展閱讀:
其他杠桿
金融機構加杠桿主要就是在投資這塊,操作基本就是擴表、期限錯配、產品嵌套和放寬信貸。擴表,跟上面說的按揭差不多,理財產品自有資金一點點,剩下全靠借,然後加杠桿、通道等等繞過監管發行產品。
期限錯配就是用短期資金去投資長期項目,就好比你用1年定期的錢去存5年定期的利息,用短期資金去博取長期收益的理財產品一大把。比如銀行經常發行的幾個月期滾動理財,去投資那些N久以前的項目,這就是典型的加杠桿。
產品嵌套,很大程度上是基於期限錯配。3個月理財投了1年的項目,可是現在到期了怎麼辦,那就向A機構發行理財募集資金;A機構再打包,向B機構募資...;放寬信貸就是放寬放貸對象的審核,就像本來以前都是買大盤藍籌,現在只要能賺錢,ST也可以考慮一下。
而去杠桿就是將這些情況一網打盡:限制金融機構理財投資范圍,緊縮市場流動性;打擊理財產品資金錯配;打擊理財產品層層嵌套;收縮信貸。
⑷ 杠桿省力的原理
杠桿省力原理:動力×動力臂=阻力×阻力臂,當阻力和阻力臂一定是,動力臂越長,那版么動力權就可以越小,這樣就更省力。
在使用杠桿時,為了省力,就應該用動力臂比阻力臂長的杠桿;如果想要省距離,就應該用動力臂比阻力臂短的杠桿。
因此使用杠桿可以省力,也可以省距離。但是,要想省力,就必須多移動距離;要想少移動距離,就必須多費些力。要想又省力而又少移動距離,是不可能實現的。
杠桿也有省力杠桿跟費力的杠桿,兩者皆有但是功能表現不同。例如有一種用腳踩的打氣機,或是用手壓的榨汁機,就是省力杠桿 (動力臂 > 阻力臂)。
(4)知識就是力量圖片杠桿擴展閱讀:
人體內杠桿
幾乎每一台機器中都少不了杠桿,就是在人體中也有許許多多的杠桿在起作用。拿起一件東西,彎一下腰,甚至翹一下腳尖都是人體的杠桿在起作用,了解了人體的杠桿不僅可以增長物理知識,還能學會許多生理知識。
點一下頭或抬一下頭是靠杠桿的作用,杠桿的支點在脊柱之頂,支點前後各有肌肉,頭顱的重量是阻力。
⑸ 生活中的杠桿原理
省力杠桿:
羊角錘、瓶蓋起、道釘撬、老虎鉗、起子、手推車、剪鐵皮和修枝剪刀專
費力杠屬桿:
筷子、鑷子、釣魚竿、腳踏板、掃帚、船槳、裁衣剪刀、理發剪刀、人手臂
等臂杠桿:
天平、定滑輪
實例:
1. 以自行車為例:
自行車是一種人們常用的代步交通工具,從自行車的結構和使用來看,它要用到許多自然科學知識,請舉出例子:
解析:自行車從結構上來說是簡單機械的組合,驅動時應用力學平衡原理,所以能行走。
自然科學知識的應用:
(1.車把手在轉動時是一個省力杠桿,當動力臂大於阻力臂時可以省力。
(2.剎車閘在使用時是一個杠桿,當動力臂大於阻力臂時可以省力。
(3.腳踏板與大飛輪,小飛輪與後輪組成輪軸裝置,當動力作用在輪上可以省力,作用在軸就費力。
2.膠把鋼絲鉗。它的設計和使用中應用了我們學過的物理知識,請你指出所依據的物理知識。
解析 鋼絲鉗是利用省力的杠桿原理製成的:
1剪口,用力相同時,剪口面積小,可以增大壓強剪斷鐵絲。
2整把鉗是省力杠桿,可以省力。
3膠把,表面凹凸花紋,可以增大有益摩擦。
4膠把是絕緣塑膠,可以防止發生觸電事故。
⑹ 有關杠桿的知識
F1*LI=F2*L2
阿基米德阿基米德發現杠桿原理的經過
阿基米德將自己鎖在海邊的一間石頭小屋裡,夜以繼日地寫作《浮體論》。這天突然闖進一個人來,一進門就忙不迭地喊道:「哎呀呀!你老先生原來躲在這里。此刻國王正撒開人馬,在全城四處找你呢。」阿基米德認得他是朝內大臣,心想,外面一定出了大事。他立即收拾起羊皮書稿,伸手抓過一頂圓殼小帽,飛身跳上停在門口的一輛四輪馬車,隨這個大臣直奔王宮。
當他們來到殿前階下時,就看見各種馬車停了一片,衛兵們銀槍鐵盔,森列兩行,殿內文武滿座,鴉雀無聲。國王正焦急地在地毯上來回踱著步子。由於殿內陰暗,天還不黑就燃起了高高的燭台。燈下長條幾案上攤著海防圖、陸防圖。阿基米德看著這一切,就知道他最擔心的戰爭終於爆發了。
原來這地中海沿岸在古希臘衰落之後,先是馬其頓王朝的興起,馬其頓王朝衰落,又是羅馬王朝興起。羅馬人統一了義大利本土後向西擴張,遇到了另一強國迦太基。公元前264年到公元前221年兩國打了23年仗,這是歷史上有名的「第一次布匿戰爭」,羅馬人獲勝。公元前218年開始又打了四年,這是「第二次布匿戰爭」,這次迦太基起用了一個奴隸出身的軍事家漢尼拔,一舉輕獲羅馬人五萬余眾。地中海沿岸的兩霸就這樣長年爭戰,互有勝負。阿基米德的祖國——敘拉古,是個夾在迦、羅兩霸中的城邦小國,在這種長期的風雲變幻中,常常隨著人家的勝負而棄弱附強,游移飄忽。阿基米德對這種眼色外交很不放心,曾多次告誡國王,不要惹禍。可是現在的國王已不是那個阿基米德的好友艾希羅。他年少無知,卻又剛愎自用。當「第二次布匿戰爭」爆發後,公元前216年眼看迦太基人將要打敗羅馬人,國王很快就和羅馬人決裂,與迦太基人結成了同盟,羅馬人對此舉非常惱火。現在羅馬人又打了勝仗,就大興問罪之師,從海陸兩路向這個城邦小國壓了過來,國王嚇得沒了主意。這時他看到阿基米德從外面進來,迎上前去,恨不得立即向他下跪,忙說:「啊,親愛的阿基米德,你是最聰明的人。聽先王在世時說過,你都能推動地球。」
關於阿基米德推動地球之說,這還是他在亞里山大里亞留學時候的事。當時他從埃及農民提水用的「沙杜佛」(吊桿)和奴隸們撬石頭用的撬棍,發現了可以藉助一種杠桿來達到省力的目的,而且發現,手的握點至支點的這一段越長,就越省力氣。由此他提出了這樣一個定理:力臂和力(重量)的關系成反比例。這就是杠桿原理。用我們現在的表達方式就是:重量×重臂=力×力臂。為此,他曾給當時的國王艾希羅寫信說:「我不費吹灰之力,就可以隨便牽動任何重的東西;只要給我一個支點,給我一根足夠長的杠桿,我也可以推動地球。」可現在這個小國王並不懂得什麼叫科學,他只知道在這大難臨頭之際,趕快藉助阿基米德的神力救他一駕。
可是這羅馬軍隊著實厲害。他們作戰時列成方隊,前面和兩側的士兵將盾牌護著身子,中間的將盾牌舉在頭上,戰鼓一響這一個個方隊就如同現代化的坦克一樣,向敵陣步步推進,任你亂箭射來也只不過是把那盾牌敲出無數的響聲而已。羅馬軍隊還有特別嚴的軍紀,發現臨陣逃脫立即處死,士卒立功晉級,統帥獲勝返回羅馬時要舉行隆重的凱旋式。這支軍隊稱霸地中海,所向無敵,一個小小的敘拉古哪放在眼裡,況且舊仇新恨,早想來一次清算。
這時由羅馬執政官馬賽拉斯統帥的四個陸軍軍團已經推進到敘拉古城的西北。現在城外已是鼓聲齊嗚,喊殺聲連天了。在這危急的關頭,阿基米德雖然對因國王目光短淺造成的這場禍害很是不快,但木已成舟,國家為重,他掃了一眼沉悶的大殿,捻著銀白的胡須說:「要是靠軍事實力,我們決不是羅馬人的對手。現在要能造出一種新式武器來,或許還可守住城池,以待援兵。」國王一聽這話,立即轉憂為喜說:「先王在世時早就說過,凡是你說的,大家都要相信。這場守衛戰就由你全權指揮吧。」
兩天之後,天剛破曉,羅馬統帥馬賽拉斯指揮著他那嚴整的方陣向護城河逼來。今天方陣兩邊還准備了鐵甲騎兵,方陣內強壯的士兵肩扛著雲梯。馬賽拉斯在出發前宣布:「攻破敘拉古,到城裡吃午飯去。」在喊殺聲中,方陣慢慢向前蠕動。按常規,城上早該放箭了。可怎麼今天城牆上卻是靜悄悄地不見一人?也許幾天來的惡戰使敘拉古人已筋疲力盡了吧。羅馬人正在疑惑間,城裡隱約傳來吱吱呀呀的響聲,接著城頭上就飛出大大小小的石塊,開始時如碗如拳,以後越來越大,簡直如鍋如盆,火山噴發般地翻將下來。石頭落在方陣里,士兵們忙舉盾來護,哪知石重速急,一下連盾帶人都搗成一團肉泥。羅馬人漸漸支持不住了,連滾帶爬地逃命。這時敘拉古的城頭又射出了飛蝗般的利箭,羅馬人的背後無盾牌和鐵甲,那利箭直穿背股,哭天喊地,好不凄慘。
正是:
你有萬馬和千軍,我有天機握手中。
不怕飛瀑半天來,收入潭底靜無聲。
阿基米德到底造出了什麼武器使羅馬人大敗而歸呢?原來他製造了一些特大的弩弓——發石機。這么大的弓,人是根本拉不動的,他用上了杠桿原理。只要將弩上轉軸的搖柄用力扳動,那與搖柄相連的牛筋又拉緊許多根牛筋組成的粗弓弦,拉到最緊處,再猛地一放,弓弦就能帶動載石裝置,把石頭高高地拋出城外,落到一千多米遠的地方。原來這杠桿原理並不只是簡單使用一根直棍撬東西。比如水井上的轆轤吧,它的支點是轆轤的軸心,重臂是轆轤的半徑,它的力臂是搖柄,搖柄一定要比轆轤的半徑長,打起水來就很省力。阿基米德的拋石機也是用的這個原理。他真是把杠桿原理用活了。羅馬人哪裡知道敘拉古城有這許多新玩藝兒。
就在馬賽拉斯剛敗回大本營不久,海軍統帥克勞狄烏斯也派人送來了戰報。原來,當陸軍從西北攻城時,羅馬海軍從東南海上也發動了攻勢。羅馬海軍原來並不厲害,後來發明了一種接舷鉤裝在船上,遇到敵艦就可以鉤住對方,軍士躍上敵艦,變海戰為陸戰,奮勇殺敵。今天克勞狄烏斯,為對付敘拉古還特意將艦包上了鐵甲,准備了雲梯,號令士兵,只許前進,不許後退。奇怪的是,今天敘拉古的城頭卻分外安靜,牆垛後面不見一卒一兵,只是遠遠望見直立著幾副木頭架子。當羅馬戰船開到城下,士兵們舉起雲梯正在往牆上搭的時候,突然那些木架上垂下一條條鐵鏈,鏈頭上有鐵鉤、鐵爪,鉤住了羅馬海軍的戰船。任水兵們怎樣使勁劃槳,那船再不能挪動一步。他們用刀砍,用火燒,大鐵鏈分毫不動。正當船上一片驚慌時,只見大架上的木輪又「嘎嘎」地轉動起來,接著鐵鏈越拉越緊,船漸漸被吊離了水面,隨著船身的傾斜,士兵們被紛紛拋進了海里,桅桿也被折斷。船身被吊到半空以後,這個大木架還會左右轉動,於是那一艘艘戰艦就像盪鞦韆一樣在空中悠盪,然後被摔到城牆上,摔到礁石上,成了一堆碎木片。有的被吊過城牆,成了敘拉古人的戰利品。這時敘拉古城頭還是靜悄悄的,沒有人彎弓射箭,也沒有人搖旗吶喊,只有那件怪物似的木架,伸下一個大鉤抓走了戰船。羅馬人看著這「嘎嘎」作響的怪物,嚇得腿軟手抖,海上一片哭喊聲和落水碰石後的呼救聲。克勞狄烏斯在戰報中說:「我們看不見敵人,就像在和一隻木桶打杖。」阿基米德的這件「怪物」原來也是用的杠桿原理,只是又加了滑輪。
體是一個復雜的生命巨系統。在循環系統中,對 心肌的運動都可以用力學原理說明。骨骼肌的收縮和舒張並帶動骼的運動 ,對此可以利用力學中的杠桿原理來說明。人體內一共有206塊骨頭,它們好比杠桿原理中的可繞固定支點旋轉的輕桿。同時有500多塊肌肉,提供力才使人體做出微妙而復雜的動作。
經過對工廠的實地參觀調查,我們發現杠桿原理在工業中無所不在。從大型吊車,到各類機床,無不隱含它。在機械運動中,杠桿原理大多運用於連動結構。因為它有省力的能力,所以更以滑輪,驅動杠桿等形式出現。可以說,哪裡有運動,哪裡就有杠桿。
⑺ 關於杠桿的知識
阿基米德阿基米德發現杠桿原理的經過
阿基米德將自己鎖在海邊的一間石頭小屋裡,夜以繼日地寫作《浮體論》。這天突然闖進一個人來,一進門就忙不迭地喊道:「哎呀呀!你老先生原來躲在這里。此刻國王正撒開人馬,在全城四處找你呢。」阿基米德認得他是朝內大臣,心想,外面一定出了大事。他立即收拾起羊皮書稿,伸手抓過一頂圓殼小帽,飛身跳上停在門口的一輛四輪馬車,隨這個大臣直奔王宮。
當他們來到殿前階下時,就看見各種馬車停了一片,衛兵們銀槍鐵盔,森列兩行,殿內文武滿座,鴉雀無聲。國王正焦急地在地毯上來回踱著步子。由於殿內陰暗,天還不黑就燃起了高高的燭台。燈下長條幾案上攤著海防圖、陸防圖。阿基米德看著這一切,就知道他最擔心的戰爭終於爆發了。
原來這地中海沿岸在古希臘衰落之後,先是馬其頓王朝的興起,馬其頓王朝衰落,又是羅馬王朝興起。羅馬人統一了義大利本土後向西擴張,遇到了另一強國迦太基。公元前264年到公元前221年兩國打了23年仗,這是歷史上有名的「第一次布匿戰爭」,羅馬人獲勝。公元前218年開始又打了四年,這是「第二次布匿戰爭」,這次迦太基起用了一個奴隸出身的軍事家漢尼拔,一舉輕獲羅馬人五萬余眾。地中海沿岸的兩霸就這樣長年爭戰,互有勝負。阿基米德的祖國——敘拉古,是個夾在迦、羅兩霸中的城邦小國,在這種長期的風雲變幻中,常常隨著人家的勝負而棄弱附強,游移飄忽。阿基米德對這種眼色外交很不放心,曾多次告誡國王,不要惹禍。可是現在的國王已不是那個阿基米德的好友艾希羅。他年少無知,卻又剛愎自用。當「第二次布匿戰爭」爆發後,公元前216年眼看迦太基人將要打敗羅馬人,國王很快就和羅馬人決裂,與迦太基人結成了同盟,羅馬人對此舉非常惱火。現在羅馬人又打了勝仗,就大興問罪之師,從海陸兩路向這個城邦小國壓了過來,國王嚇得沒了主意。這時他看到阿基米德從外面進來,迎上前去,恨不得立即向他下跪,忙說:「啊,親愛的阿基米德,你是最聰明的人。聽先王在世時說過,你都能推動地球。」
關於阿基米德推動地球之說,這還是他在亞里山大里亞留學時候的事。當時他從埃及農民提水用的「沙杜佛」(吊桿)和奴隸們撬石頭用的撬棍,發現了可以藉助一種杠桿來達到省力的目的,而且發現,手的握點至支點的這一段越長,就越省力氣。由此他提出了這樣一個定理:力臂和力(重量)的關系成反比例。這就是杠桿原理。用我們現在的表達方式就是:重量×重臂=力×力臂。為此,他曾給當時的國王艾希羅寫信說:「我不費吹灰之力,就可以隨便牽動任何重的東西;只要給我一個支點,給我一根足夠長的杠桿,我也可以推動地球。」可現在這個小國王並不懂得什麼叫科學,他只知道在這大難臨頭之際,趕快藉助阿基米德的神力救他一駕。
可是這羅馬軍隊著實厲害。他們作戰時列成方隊,前面和兩側的士兵將盾牌護著身子,中間的將盾牌舉在頭上,戰鼓一響這一個個方隊就如同現代化的坦克一樣,向敵陣步步推進,任你亂箭射來也只不過是把那盾牌敲出無數的響聲而已。羅馬軍隊還有特別嚴的軍紀,發現臨陣逃脫立即處死,士卒立功晉級,統帥獲勝返回羅馬時要舉行隆重的凱旋式。這支軍隊稱霸地中海,所向無敵,一個小小的敘拉古哪放在眼裡,況且舊仇新恨,早想來一次清算。
這時由羅馬執政官馬賽拉斯統帥的四個陸軍軍團已經推進到敘拉古城的西北。現在城外已是鼓聲齊嗚,喊殺聲連天了。在這危急的關頭,阿基米德雖然對因國王目光短淺造成的這場禍害很是不快,但木已成舟,國家為重,他掃了一眼沉悶的大殿,捻著銀白的胡須說:「要是靠軍事實力,我們決不是羅馬人的對手。現在要能造出一種新式武器來,或許還可守住城池,以待援兵。」國王一聽這話,立即轉憂為喜說:「先王在世時早就說過,凡是你說的,大家都要相信。這場守衛戰就由你全權指揮吧。」
兩天之後,天剛破曉,羅馬統帥馬賽拉斯指揮著他那嚴整的方陣向護城河逼來。今天方陣兩邊還准備了鐵甲騎兵,方陣內強壯的士兵肩扛著雲梯。馬賽拉斯在出發前宣布:「攻破敘拉古,到城裡吃午飯去。」在喊殺聲中,方陣慢慢向前蠕動。按常規,城上早該放箭了。可怎麼今天城牆上卻是靜悄悄地不見一人?也許幾天來的惡戰使敘拉古人已筋疲力盡了吧。羅馬人正在疑惑間,城裡隱約傳來吱吱呀呀的響聲,接著城頭上就飛出大大小小的石塊,開始時如碗如拳,以後越來越大,簡直如鍋如盆,火山噴發般地翻將下來。石頭落在方陣里,士兵們忙舉盾來護,哪知石重速急,一下連盾帶人都搗成一團肉泥。羅馬人漸漸支持不住了,連滾帶爬地逃命。這時敘拉古的城頭又射出了飛蝗般的利箭,羅馬人的背後無盾牌和鐵甲,那利箭直穿背股,哭天喊地,好不凄慘。
正是:
你有萬馬和千軍,我有天機握手中。
不怕飛瀑半天來,收入潭底靜無聲。
阿基米德到底造出了什麼武器使羅馬人大敗而歸呢?原來他製造了一些特大的弩弓——發石機。這么大的弓,人是根本拉不動的,他用上了杠桿原理。只要將弩上轉軸的搖柄用力扳動,那與搖柄相連的牛筋又拉緊許多根牛筋組成的粗弓弦,拉到最緊處,再猛地一放,弓弦就能帶動載石裝置,把石頭高高地拋出城外,落到一千多米遠的地方。原來這杠桿原理並不只是簡單使用一根直棍撬東西。比如水井上的轆轤吧,它的支點是轆轤的軸心,重臂是轆轤的半徑,它的力臂是搖柄,搖柄一定要比轆轤的半徑長,打起水來就很省力。阿基米德的拋石機也是用的這個原理。他真是把杠桿原理用活了。羅馬人哪裡知道敘拉古城有這許多新玩藝兒。
就在馬賽拉斯剛敗回大本營不久,海軍統帥克勞狄烏斯也派人送來了戰報。原來,當陸軍從西北攻城時,羅馬海軍從東南海上也發動了攻勢。羅馬海軍原來並不厲害,後來發明了一種接舷鉤裝在船上,遇到敵艦就可以鉤住對方,軍士躍上敵艦,變海戰為陸戰,奮勇殺敵。今天克勞狄烏斯,為對付敘拉古還特意將艦包上了鐵甲,准備了雲梯,號令士兵,只許前進,不許後退。奇怪的是,今天敘拉古的城頭卻分外安靜,牆垛後面不見一卒一兵,只是遠遠望見直立著幾副木頭架子。當羅馬戰船開到城下,士兵們舉起雲梯正在往牆上搭的時候,突然那些木架上垂下一條條鐵鏈,鏈頭上有鐵鉤、鐵爪,鉤住了羅馬海軍的戰船。任水兵們怎樣使勁劃槳,那船再不能挪動一步。他們用刀砍,用火燒,大鐵鏈分毫不動。正當船上一片驚慌時,只見大架上的木輪又「嘎嘎」地轉動起來,接著鐵鏈越拉越緊,船漸漸被吊離了水面,隨著船身的傾斜,士兵們被紛紛拋進了海里,桅桿也被折斷。船身被吊到半空以後,這個大木架還會左右轉動,於是那一艘艘戰艦就像盪鞦韆一樣在空中悠盪,然後被摔到城牆上,摔到礁石上,成了一堆碎木片。有的被吊過城牆,成了敘拉古人的戰利品。這時敘拉古城頭還是靜悄悄的,沒有人彎弓射箭,也沒有人搖旗吶喊,只有那件怪物似的木架,伸下一個大鉤抓走了戰船。羅馬人看著這「嘎嘎」作響的怪物,嚇得腿軟手抖,海上一片哭喊聲和落水碰石後的呼救聲。克勞狄烏斯在戰報中說:「我們看不見敵人,就像在和一隻木桶打杖。」阿基米德的這件「怪物」原來也是用的杠桿原理,只是又加了滑輪。
體是一個復雜的生命巨系統。在循環系統中,對 心肌的運動都可以用力學原理說明。骨骼肌的收縮和舒張並帶動骼的運動 ,對此可以利用力學中的杠桿原理來說明。人體內一共有206塊骨頭,它們好比杠桿原理中的可繞固定支點旋轉的輕桿。同時有500多塊肌肉,提供力才使人體做出微妙而復雜的動作。
經過對工廠的實地參觀調查,我們發現杠桿原理在工業中無所不在。從大型吊車,到各類機床,無不隱含它。在機械運動中,杠桿原理大多運用於連動結構。因為它有省力的能力,所以更以滑輪,驅動杠桿等形式出現。可以說,哪裡有運動,哪裡就有杠桿。
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⑻ 杠桿畫圖時支點怎麼找
我有一個教學視頻,是杠桿知識導學,挺好的,比我在這里講效果更好,能幫你理解杠桿知識.
下面是杠桿應用
杠桿的平衡條件
看完這些,杠桿作圖知識就沒問題了.
⑼ 我現在比較擔心物理。物理前面學的還行。到了杠桿原理那個問題不懂。誰能教教我。我不會畫杠桿示意圖(就
如上圖,F1所在的直線(虛線延長),就是F1的「作用線」,力臂是從O(支點)到F1作用線的距離;
認真聽肯定能學會的,但也不要因為一時沒聽就覺得自己掌握不了了,跟前面知識難度相近。
多練習吧,沒有更好的建議了。
有問題的題目可以隨時提問。
⑽ 初三物理杠桿知識點 杠桿畫圖題最好把答案帶上。謝謝。
(1)杠桿的基本概念
一根在力的作用下能繞著固定點轉動的硬棒就叫杠桿。
杠桿的五個術語:①支點:杠桿繞著轉動的點(o);②動力:使杠桿轉動的力(F1);③阻力:阻礙杠桿轉動的力(F2); ④動力臂:從支點到動力的作用線的距離(L1);⑤阻力臂:從支點到阻力作用線的距離(L2)。
(2)杠桿平衡的條件
動力×動力臂=阻力×阻力臂,這個平衡條件也就是阿基米德發現的杠桿原理。
(3)三種杠桿:
①省力杠桿:L1>L2,平衡時F1<F2。特點是省力,但費距離。(如剪鐵剪刀,鍘刀,起子)
②費力杠桿:L1<L2,平衡時F1>F2。特點是費力,但省距離。(如釣魚杠,理發剪刀等)
③等臂杠桿:L1=L2,平衡時F1=F2。特點是既不省力,也不費力。(如:天平