简单机械杠杆原理的教学设计

① 杠杆原理

杠杆原理亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（动力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1• L1=F2•L2。式中，F表示动力，L1表示动力臂，F2表示阻力，L2表示阻力臂。从上式可看出，欲使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。

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，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 = 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。

古希腊科学家阿基米德有这样一句流传千古的名言："假如给我一个支点，我就能把地球挪动!"这句话不仅是催人奋进的警句，更是有着严格的科学根据的。

② 小学 科学 杠杆

阿基米德在《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，得出了杠杆原理。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、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。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。
[编辑本段]杠杆的定义
只要在力的作用下能够绕支撑点转动的坚实物体都是杠杆。
跷跷板、剪刀、扳子、撬棒等，都是杠杆。
[编辑本段]杠杆的性质
杠杆绕着转动的支撑点叫做支点
The lever is called a fulcrum being winding the center of resistance rotating
使杠杆转动的力叫做动力
Make the force that the lever turns be called driving force
阻碍杠杆转动的力叫做阻力
Hinder the force that the lever turns from being called resistance
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
Think that driving force composes in reply resistance when effect cancels out each other to the lever rotating , the lever will be called lever balance in equilibrium state , this state
杠杆平衡时保持在水平位置静止或匀速转动。
通过力的作用点沿力的方向的直线叫做力的作用线
The straight line passing the force effect point direction along the force is called the force effect line
Gleam of distance is called an arm of force from fulcrum to the force effect
从支点O到动力F1的作用线的垂直距离L1叫做动力臂
L1 is called a power arm from fulcrum O to driving force F1 effect line distance
从支点O到阻力F2的作用线的垂直距离L2叫做阻力臂
L2 is called the resistance arm from fulcrum O to resistance F2 effect line distance
[编辑本段]杠杆平衡条件
动力臂×动力=阻力臂×阻力，即L1F1=L2F2，由此可以演变为F2/F1=L1/L2
Power arm X driving force = resistance arm X resistance , namely L1F1 = L2F2, can develop into F2/F1 = L1/L2 from this
杠杆的平衡不仅与动力和阻力有关，还与力的作用点及力的作用方向有关。
The lever balance is connected with driving force and resistance not only , direction is connected with force effect point and the force effect.
[编辑本段]生活中的杠杆
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。上图中，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。
1.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。
2.剪纸或布
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。
3.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。
[编辑本段]投资中的杠杆
杠杆比率
认股证的吸引之处，在于能以小博大。投资者只须投入少量资金，便有机会争取到与投资正股相若，甚或更高的回报率。但挑选认股证之时，投资者往往把认股证的杠杆比率及实际杠杆比率混淆，两者究竟有什么分别？投资时应看什么？
想知道是否把这两个名词混淆，可问一个问题：假设同一股份有两只认股证选择，认股证A的杠杆是6.42倍，而认股证B的杠杆是16.22倍。当正股价格上升时，哪一只的升幅较大？可能不少人会选择答案B。事实上，要看认股证的潜在升幅，我们应比较认股证的实际杠杆而非杠杆比率。由于问题缺乏足够资料，所以我们不能从中得到答案。
杠杆比率=正股现货价÷(认股证价格x换股比率)
杠杆反映投资正股相对投资认股证的成本比例。假设杠杆比率为10倍，这只说明投资认股证的成本是投资正股的十分之一，并不表示当正股上升1%，该认股证的价格会上升10%。
以下有两只认购证，它们的到期日和引伸波幅均相同，但行使价不同。从表中可见，以认购证而言，行使价高于正股价的幅度较高，股证价格一般较低，杠杆比率则一般较高。但若投资者以杠杆来预料认股证的潜在升幅，实际表现可能令人感到失望。当正股上升1%时，杠杆比率为6.4倍的认股证A实际只上升4.2%(而不是6.4%)，而杠杆比率为16.2倍的认股证B实际只上升6%(而不是16.2.%)。
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.＝1.5x108km，一光年为光在一年前进的距离，1L.Y.≈ 9.5x1012km．
· 支点在地球外10km（1万米）处，这是个难题。
· 11亿光年，远远超出了我们所在的银河系，也越过了从宇宙能得到信息的极限。
——这就是阿基米德的“理想”。

③ 杠杆原理是什么

初中物理学中把一根在力的作用下可绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。

④ 简单机械（杠杆）

杠杆，有长边和短边的
如果用力用在长边上，动力臂比阻力臂大，就省力，但是用力路程长
如果用力在段边上，动力臂比阻力臂小，就费力，但是用力路程短。

⑤ 简单机械和杠杆原理的公式有哪些请总结一下

杠杆的平衡条件 F1L1= F2L2 F1：动力 L1：动力臂
F2：阻力 L2：阻力臂
定滑轮 F=G物
S=h F：绳子自由端受到的拉力
G物：物体的重力
S：绳子自由端移动的距离
h：物体升高的距离
动滑轮 F= （G物+G轮)/2
S=2 h G物：物体的重力
G轮：动滑轮的重力
滑轮组 F= （G物+G轮）
S=n h n：通过动滑轮绳子的段数
机械功W （J） W=Fs
F：力
s：在力的方向上移动的距离
有用功W有 =G物h
总功W总 W总=Fs 适用滑轮组竖直放置时
机械效率 η=W有/W总 ×100%

⑥ 小学科学《怎样才能省力》教学设计特色简述

怎样才能省力 教学设计

教学设计思想：

本课的教学思想是先组织学生动手体验使用工具可以提高工作效率；然后联系日常生活中使用工具的事例来认识简单机械；最后寻找生物器官与简单机械结构的联系。教学过程循序渐进，最终达到教学目标。

教学目标：

一、科学探究目标

1．能设计3种以上省力的方法。

2．能说明一种简单工具是如何省力的。

3．能通过对图片或实物的观察，发现在动物的行为中，哪些属于省力行为，并对自己的观察结果说明理由。

4．能在生活环境中找到动物省力的行为。

二、情感态度与价值观目标

能与其他同学探讨生活中所见到的省力的方法。

三、科学知识目标

能用自己的话说出什么是简单机械。

四、科学、技术、社会、环境目标



选自河北远程教育

1．能举出2个以上使用简单机械能提高工作效率的实例。

2．能在生活环境中找到动物省力的行为。

教学重点和难点：

指导学生联系日常生活，对简单机械有一个初步的了解，并综合实验现象和生活经验，对简单机械的使用可以提高工作效率有一个初步的认识。

教学方法：

教师讲授与学生活动相结合的互动教学法。

教学媒体：

多媒体设备，各种有关省力工具的图片。

课时建议：

1课时。

教学过程：

（一）导课：

1．由教材的单元页人类使用工具的历史过程导入。

2．提问：单元页的内容说明了什么？

（人类在生产生活过程中发明的工具提高了工作效率。）

结论：我们要学会怎样才能省力。

（二）新课教学

◆活动1：拔图钉比赛

谈话：同学们，相信大家都拔过图钉，但是怎样拔更省力呢？现在就让我们亲身体验一下吧。

1．提问：

①你能用几种办法拔出钉在木板上的图钉？

②体验使用机械和不使用机械的区别？

2．组织学生小组活动

提示：在此活动中要注意安全。要求学生活动时不能猛然用力撬图钉，防止图钉飞起刺伤眼睛。

活动：小组中确定一种最好的方法参加小组间的比赛。

3．讨论与交流

谈活动中的体会。

◆活动2：简单机械的应用

1．读图回答问题。

教师：大家翻开书P2，看活动2的插图，我们怎样才能轻松省力的完成下面的任务？

学生活动。

教师提示：可以用连线的方法将用什么工具去完成图上的哪项任务连起来。

2．教师总结。

①撬油桶盖的钢板工作时是一种简单机械叫杠杆。

②木棍和磨盘相结合的简单机械叫轮轴。

③架在台阶上的木板所形成的简单机械叫斜面。

④绳子与树干组合的简单机械叫滑轮。

杠杆、斜面、滑轮、轮轴等都是常见的简单机械。

3．讨论

教师：根据老师刚才讲的知识，请大家找一找P3插图中人们在生活中利用了哪些简单机械？

4．交流

将自己找到的简单机械与同学交流。

★拓展活动：动物的省力“工具”

1．观察课本插图回答问题。

教师：请同学们看书上P3拓展活动插图，说说动物身体上的哪些器官或结构具有省力的作用？

2．教师举例总结。

①啄木鸟的喙相当于镊子和凿，属于简单机械中的杠杆和斜面，在取食等活动中更省力，提高工作效率。

②虎的齿和爪相当于凿，属于简单机械中的斜面，在捕食、切断食物等活动中很省力，也可提高工作效率。

⑦ 请给我讲解杠杆原理

原理简介
杠杆原理亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（动力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂或反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为f•
l1=w•l2。式中，f表示动力，l1表示动力臂，w表示阻力，l2表示阻力臂。从上式可看出，欲使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。概念分析
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，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
=
只点到施力点距离(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。
古希腊科学家阿基米德有这样一句流传千古的名言："假如给我一个支点，我就能把地球挪动!"这句话不仅是催人奋进的警句，更是有着严格的科学根据的

⑧ 关于杠杆原理的讲解，越详细越好！！

杠杆原理
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。上图中，方形代表重物、圆形代表支持点、箭头代表用力点，这样，你看出来了吧？(图1)中，在杠杆右边向下用力，就可以把左方的重物抬起来了；在(图2)中，在杠杆右边向上用力，也能把重物抬起来；在(图3)中，支点在左边、重物在右边，力点在中间，向上用力，也能把重物抬起来。
你注意到了吗？在(图1)中，支点在杠杆中间，物理学里，把这类杠杆叫做第一种杠杆；(图2)是重点在中间，叫做第二种杠杆；(图3)是力点在中间，叫做第三种杠杆。
第一种杠杆例如：剪刀、钉鎚、拔钉器……这种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(图1)：力点离支点愈远则愈省力，愈近就愈费力；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……这种杠杆的力点一定比重点距离支点远，所以永远是省力的。
第三种杠杆例如：镊子、烤肉夹子、筷子……
这种杠杆的力点一定比重点距离支点近，所以永远是费力的。
如果我们分别用花剪（刀刃比较短）和洋裁剪刀（刀刃比较长）来剪纸板，花剪较省力但是费时；而洋裁剪则费力但是省时。

⑨ 机械运动中的杆杠原理具体怎么解释

简单机械
凡能够改变力的大小和方向的装置，统称“机械”。利用机械既可减轻体力劳动，又能提高工作效率。机械的种类繁多，而且比较复杂。根据伽利略的提示，人们曾尝试将一切机械都分解为几种简单机械，实际上这是很困难的，通常是把以下几种机械作为基础来研究。例如，杠杆、滑轮、轮轴、齿轮、斜面、螺旋、劈等。前四种简单机械是杠杆的变形，所以称为“杠杆类简单机械”。后三种是斜面的变形，故称为“斜面类简单机械”。不论使用哪一类简单机械都必须遵循机械的一般规律——功的原理。
杠杆
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的轴线转动的一种简单机械。其上有支点（用O表示），动力（F）作用点，阻力（W）作用点，杠杆的固定转轴就是通常所说的“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”。上述就是通常所讲的三点两臂。由于杠杆上三点的位置不同，即产生不同的受力效果。
杠杆原理
亦称“杠杆平衡条件[1]”。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（动力和阻力）的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为 F1· L1=F2·L2 简单机械
式中，F1表示动力，L1表示动力臂，F2表示阻力，L2表示阻力臂。从上式可看出，欲使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。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，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。
动力
任何机械，不论是简单的还是复杂的，在工作时，总要受到两种力的作用：一种是推动机械的力叫作“动力”动力是使杠杆转动的力。另一种是阻碍机械运动的力叫作“阻力”阻力是阻碍杠杆转动的力。动力可以是人力，也可以是畜力、风力、电力、水力、蒸汽压力等，阻力除了我们要克服的有用阻力之外，还有一些是不可避免的无用阻力。
作用线
通过力的作用点沿力的方向所引的直线，叫作“力的作用线”。
动力臂
从支点到力的作用线的垂直距离叫“力臂”。从支点到动力的作用线的垂直距离L1叫作“动力臂”；从支点到阻力的作用线的垂直距离L2叫作“阻力臂”。如果把从动力点到支点的棒长距离作为动力臂，或把从阻力点到支点的棒长距离作为阻力臂，这种认识是错误的。这是因为对动力臂和阻力臂的概念认识不清所致。
阻力臂
见动力臂条。
转动轴
转动是常见的一种运动。当物体转动时，它的各点都做圆周运动，这些圆周的中心在同一直线上，这条直线叫做“转动轴”。门、窗、砂轮、电动机的转子等都有固定转轴，只能发生转动，而不能平动。几个力作用在物体上，它们对物体的转动作用决定于它们的力矩的代数和。若力矩的代数和等于零，物体将用原来的角速度做匀速转动或保持静止。
三类杠杆
对杠杆的分类一般是两种方法。第一种是以支点、阻力点和动力点所处的位置来分的；另一种是按省力或费力来区分的。无论怎样来划分，总离不开省力、费力、不省力也不费力这几种情况。 简单机械
机械利益
表示机械省力程度的物理量。机械虽然绝对不能省功，但可以省力。使机械作功的力称为“动力”（F），阻碍机械作功的力称为“阻力”（P）。使用机械的目的，在于使用很小的动力而与阻力平衡。所谓机械利益（A），就是机械的有用阻力（P）跟动力（F） 小于1。 机械利益>1时，省力费时，凡省力的机械，其机械利益必大于1。例如，独轮车、钳子、起子、省力的杠杆等都是省力的机械。机械利益=1时，不省力，也不费力。例如物理天乎。机械利益<1时，费力省时，例如竹夹、火钳等。机械利益是由实际测得的有用阻力和动力的大小所决定。由于机械润滑情况的不同，在克服同样的有用阻力时，亦有所不同。机械润滑得不好，无用阻力大，需要动力也大，机械利益就小些；机械润滑得好，无用阻力小，需要的动力也小，机械利益就大些。新生产出的机器需要磨合，汽车出厂要用上一段时间，目的是使其摩擦阻力减小。但机器陈旧，机件磨损，又会增加阻力。
杠杆的应用
不同类型杠杆各具有不同的特点和用途。掌握了杠杆原理，就可根据需要有意识地选用不同类型的杠杆来使用。应明确：省力杠杆省力但要多移动距离，费力杠杆费力但省距离，等臂杠杆不省力也不省距离，又省力又省距离的杠杆是没有的。有的杠杆是否省力或省距离，不是永恒不变的。根据使用情况的不同，会由省力变为省距离。例如，用铁锹铲土，往车上装土的过程都会有所改变。铲土时支点在动力点及阻力点之间，在装土时动力点在支点与阻力点之间。为此，在使用杠杆时应注意几点： 1.解答杠杆问题时，必须根据题意画出示意图，在图上标出杠杆的支点、动力作用线和阻力作用线。同时用线段标明动力臂和阻力臂的大小，再根据杠杆平衡条件，列出方程，进行计算。 2.力臂是一个重要的概念。力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，不要理解为力臂是从支点到力的作用点的长度。动力和阻力都是指作用在同一杠杆上的力，而不是作用在重物或其他物体上的力。 3.画杠杆示意图的方法： （1）画出杠杆：用粗直线表示直杠杆，用变曲的粗线表示曲杠杆。 （2）在杠杆转动时找出支点，并在支点旁用箭头表示杠杆转动的方向。 （3）根据转动方向判断动力、阻力的方向。动力、阻力的作用点应画在杠杆上，可用力的示意图表示。 （4）用虚线表示力的作用线的延长线和力臂。 4.杠杆的平衡条件，适用于任意一个平衡位置上，所谓杠杆的平衡是指杠杆静止不转动或匀速转动。
杆秤
它是测量物体质量的量度工具，是以提纽为转动轴，根据杠杆平衡原理制造的。杆秤主要由秤杆、秤砣、秤钩（或秤盘）等构成。如图1-23所示。G表示杆秤的重力，B点是它的重点，未挂重物时若将 A点即为杆秤的“定盘星”。在秤钩上加物W后，将秤砣从A点移到A' 力G相对应的刻度A'的位置。杆秤是我国劳动人民所发明并使用已久的测量工具，旧秤以斤，两为单位计量，目前以千克计量。
力矩
又叫“转矩”，是表示力对物体作用时，使物体发生转动或改变转动状态的物理量。力矩是矢量。力矩的大小等于力与从转轴到力的作用线的垂直距离之乘积。如果物体所受的力不在垂直于转轴O的平面内，就必须把力分解成两个分力：一个分力与转轴平行；另一个分力是在转动的平面内。只有转动平面内的分力才可能改变物体的转动状态。因此，在力矩等于力跟力臂乘积的计算中，应理解力是在它的作用点的转动平面内的分力。如这一点在力的作用线上，则力矩为零。如果若干个力同时作用在一个物体上，则合力矩是所有分力矩的代数和。一个处于平衡的物体，顺时针方向力矩的和等于逆时针方向力矩的和，在国际单位制中，力矩的单位是米·牛顿。其方向用右手螺旋法则决定。在中学阶段，因为只研究有固定转轴的物体的平衡，力矩就只有两种转向。规定物体逆时针转动的力矩为正，使物体顺时针转动的力矩为负。力矩愈大，使物体转动状态发生改变的效果就愈明显。用大小相同的力推门时，力的作用点离转轴愈远，且方向垂直于门，力臂愈大，则推门愈省力。
力偶
大小相等、方向相反，但作用线不在同一直线上的两个力叫作“力偶”。用双手攻螺纹或用手旋钥匙、水龙头时，所施加的作用常是力偶。它能使物体发生转动，或改变其转动状态。汽车驾驶员双手转动转向盘时所施加的一对力就是一个力偶。力偶的转动效果决定于力偶矩的大小。力偶矩等于其中任何一个力的大小和两力作用线之间的垂直距离（力偶臂）的乘积。如图1-24所示。如果作用力F的方向跟AB垂直，AB的长度等于d，那么这个力偶的力偶矩（M）为： M=±Fd。 式中Fd为力偶矩的大小，符号用来表示力偶的转向。规定力偶逆时针转向取“+”，反之取“-”（也可规定，力偶顺时针转向取“+”，那么力偶逆时针转向就取“-”）。应注意：力偶中力的方向不跟AB垂直时，应像力矩那样分解成垂直分量，再进行计算。力偶的转矩（即力偶矩）和所绕着转动的点无关。由于力偶的合力为零，它不能使物体产生位移，只能使物体发生转动或改变物体的转动状态。
力偶矩
简称为“力偶的力矩”，亦称“力偶的转矩”。力偶是两个相等的平行力，它们的合力矩等于平行力中的一个力与平行力之间距离（称力偶臂）的乘积，称作“力偶矩”，力偶矩与转动轴的位置无关。力偶矩是矢量，其方向和组成力偶的两个力的方向间的关系，遵从右手螺旋法则。对于有固定轴的物体，在力偶的作用下，物体将绕固定轴转动；没有固定轴的物体，在力偶的作用下物体将绕通过质心的轴转动。
力偶臂
力偶之两个力之间的垂直距离。见力偶条图1-24所示。
轮轴
是固定在同一根轴上的两个半径不同的轮子构成的杠杆类简单机械。半径较大者是轮，半径较小的是轴。从形式上看是圆盘，但从实质上看起来只有它们的直径或半径起力学作用。用R表示轮半径，也就是动力臂；r表示轴半径，也就是阻力臂；O表示支点。当轮轴在作匀速转动时，动力×轮半径=阻力×轴半径，所以轮和轴的半径相差越大则越省力。上式动力用F表示，阻力用W表示，则可写成FR=Wr。 即利用轮轴可以省力。若将重物挂在轮上则变成费力的轮轴，但它可省距离。轮轴的原理也可用机械功的原理来分析。轮轴每转一周，动力功等于F×2πR，阻力功等于W×2πr。在不计无用阻力时，机械的 日常生活中常见的辘轳、绞盘、石磨、汽车的驾驶盘、手摇卷扬机等都是轮轴类机械。
滑轮
滑轮是属于杠杆变形的一种简单机械，是可以绕中心轴转动的，周围有槽的轮子。使用时，根据需要选择。滑轮可分为定滑轮、动滑轮、滑轮组、差动滑轮等。有的省力，有的可以改变作用力的方向，但是都不能省功。
定滑轮
滑轮的轴固定不动，它实质上是一个等臂杠杆。动力臂和阻力臂都是滑轮的半径r，根据杠杆原理Fr1=Wr2。它的机械利益为 变了动力的方向，如要把物体提到高处，本应用向上的力，如利用定滑轮，就可以改用向下的力，因而便于工作。
动滑轮
滑轮的轴和重物一起移动的滑轮。它实质上是一个动力臂二倍于阻力臂的杠杆。根据杠杆平衡的原理Wr=F·2r，它的机械利 改变用力的方向。其方向是与物体移动的方向一致。
滑轮组
动滑轮和定滑轮组合在一起叫“滑轮组”。因为动滑轮能够省力，定滑轮能改变力的方向，若将几个动滑轮和定滑轮搭配合并而成滑轮组，既可以改变力的大小，又能改变力的方向。普通的滑轮组是由数目相等的定滑轮和动滑轮组成的。而这些滑轮或者是上下相间地坐落在同一个轮架（或叫“轮辕”），或者是左右相邻地装在同一根轴心上。绳子的一端固定在上轮架上，即相当于系在一个固定的吊挂设备上，然后依次将绳子绕过每一个下面的动滑轮和上面的定滑轮。在绳子不受拘束的一端以F力拉之，被拉重物挂在活动的轮架上。对所有各段绳子可视为是互相平行的，当拉力与重物平衡时，则重物W必平均由每段绳子所承担。若有n个定滑轮和n个动滑轮时， 且为匀速运动时，则所需之F力的大小仍和上面一样。因此，在提升重物时才能省力。其传动比乃为F∶W=1∶2n。注意，在使用滑轮组时，不能省功，只能省力，但省力是以多耗距离（即行程）为前题的。 前边所分析的定滑轮、动滑轮以及滑轮组，都是在不计滑轮重力，滑轮与轴之间的摩擦阻力的情况下得出的结论。但在使用时，实际存在轮重和摩擦阻力，所以实际用的力要大些。
差动滑轮
即链式升降机，是一种用于起重的滑轮组。上面是由两个直径不同装在同一个轴上的圆盘A、B组成的定滑轮。下面是一个动滑轮，用铁索与上面的定滑轮联结起来而成滑轮组。若大轮A的半径是R，小轮B的半径是r，如图1-25所示。当动力F拉链条使大轮转一周，动力F拉链条向下移动了2πR，大轮卷起链条2πR，此时小轮也转动一周，并放下链条长2πr于是动滑轮和重物W上升的高度为 由于2R大于（R-r），差动滑轮的机械利益大于1，若提高机械利益，可加大两轮的半径同时缩小两轮间的半径差。这种机械，亦称“葫芦”，有手动，也有用电来驱动的。链条是闭合的，为防止滑轮和链条间的滑动，滑轮上有齿牙与链条配合运动。
斜面
简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物之困难。距离比和力比都取决于 简单机械
倾角。如摩擦力很小，则可达到很高的效率。用F表示力，L表示斜面长，h表示斜面高，物重为G。不计无用阻力时，根据功的原理。得 FL=Gh。实验证明，沿着光滑斜面向上拉重物数学要的拉力F小于重物的所受的重力G，即利用斜面可以省力，当斜面高度一定时，长度L不同的斜面所需的拉力也不同：L越长，F越小，越省力 倾角越小，斜面越长则越省力，但费距离。
螺旋
属于斜面一类的简单机械。例如螺旋千斤顶可将重物顶起，它是省力的机械。千斤顶是由一个阳螺旋杆在阴螺旋管里转动上升而将重物顶起。根据功的原理，在动力F作用下将螺杆旋转一周，F对螺旋做的功为F2πL。螺旋转一周，重物被举高一个螺距（即两螺纹间竖直距离），螺旋对重物做的功是Gh。依据功的原理得 很小的力，就能将重物举起。螺旋因摩擦力的缘故，效率很低。即使如此，其力比G/F仍很高，距离比由2πL/h确定。螺旋的用途一般可分紧固、传力及传动三类。
齿轮和齿轮组
两个相互咬合的齿轮，在它们处于平衡状态时，不省力，因为齿轮的实质是两个等臂杠杆，所以咬合的齿轮不省力，只省圈数。
劈
亦称“尖劈”，俗称“楔子”。它是简单机械之一，其截面是一个三角形（等腰三角形或直角三角形）。三角形的底称作劈背，其他两边叫劈刃。施力F于劈背，则作用于被劈物体上的力由劈刃分解为两部分，如图1-26所示。P是加在劈上的阻力，如果忽略劈和物体之间的摩擦力，利用力的分解法，知P与劈的斜面垂直，P的作用可分成两个分力：一个是与劈的运动方向垂直，它的大小等于P·cosα，对运动并无影响；另一个是与劈的运动方向相反的，它的大小等于P·sinα，对运动起阻碍作用。所以，当F=2P·sinα时劈才能前进，因而P与F大小之比等于劈面的长度和劈背的厚度之比，因此劈背愈薄，劈面愈长，就愈省力。劈的用途很多，可用来做切削工具，如刀、斧、刨、凿、铲等；可用它紧固物体，如鞋楦榫头，斧柄等加楔子使之涨紧；还可用来起重，如修房时换柱起梁等。
功
是描述物体状态改变过程的物理量，能量变化的量度。功的概念来源于日常生活中的“工作”一词。在物理学中，它有特殊的含义。当物体在恒力F的作用下，力的作用点的位移是S时，这个功就等于力跟距离的乘积。对初中学生来说，只要明确“在力的作用下，物体沿力的方向通过了一段距离，那么这个力就对物体做了功”，这是指物体在恒力作用下，沿力的方向作单向直线运动的情况，所以对功的计算可用公式W=FS。当物体在恒力作用下，作非单向直线运动，如竖直上抛运动、平抛运动、斜抛运动等等，物体受力方向和运动方向不一定是一致时，对功的理解应加深为“力对物体所做的功，等于力的大小、力的作用点的位移大小，力和位移间夹角的余弦三者之乘积”即W=FScosα。式中W表示外力F对物体所做的功，S表示物体移动的路程，α表示F与S之间的夹角。根据公式研究力对物体做功的一些情况： 1.当α=0°时，W=FS，力对物体做正功； 2.当0°<α<90°时，1>cosα>0，则力F的有效分力Fcosα和物体的运动方向一致，力F对物体做正功； 3.当α=90°时，cosα=0，则W=0，此时力F对物体不做功； 4.当180°>α>90°时，-1<cosα<0，则W<0，即W为负值。在这种情况下F对物体做负功，也可说成物体克服阻力F做功； 5.当α=180°时，则W=-FS，这时力F对物体做负功，或者说成物体克服阻力F做功。 必须注意：在研究有关“功”的问题时，应分清有没有做功，谁在做功。功是一个只有大小而没有方向的物理量，它是标量而不是矢量。至于正功和负功，不过是区别外力对物体做功还是物体克服阻力做功，或用来表示力与路程同向还是反向，并不是功有方向性。 功是力对空间的累积效应。力对物体做功，使物体发生位置或运动状态的改变，因而也就发生了机械能的改变。功即是反映在这一过程中，物体机械能改变多少的物理量。在力学中功的狭义概念仅指机械能转换的量度；而在物理学中功的广义概念指除热传递外的一切能量转换的量度。所以功也可定义为能量转换的量度。一个系统总能量的变化，常以系统对外做功的多少来量度。能量可以是机械能、电能、热能、化学能等各种形式，也可以多种形式的能量同时发生转化。功的单位和能量单位一样，在国际单位制中，都是焦耳。 计算变力做功是把运动的轨迹分成许许多多无限小的小段，在每个小段内，可以把力看作为恒力，按恒力做功的定义来计算在各个小段内所做的功，最后把各个小段的功加起来，就是变力做的功，即A=ΣFi·ΔSi，如果力和位移都是连续的，则可用积分法计算，
功的原理
亦称“机械功的原理”。即动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功。也就是说利用任何机械都不能省功。动力功W动，又称输入功或总功。阻力功W阻，包括克服有用阻力所做的W有用（又称输出功）和克服无用阻力所做的W无用（又称损失功），即W动=W阻=W有用+W无用。也可写成W输入=W输出+W损失。功的原理是机械的基本原理。要省力就要多移动距离，要少移动距离就要多用力，使用任何机械都不能省功。在机械做功过程中，只有在不存在无用阻力，机械本身作匀速运动的理想情况下，有用功才等于总功，效率为100%。事实上，必然存在无用阻力，效率一定小于100%，也就是说使用任何机械，在实际情况下总是费功的。应明确，只有在理想情况下，有用功才等于总功。
正功
作用力的方向和力的作用点的位移方向之夹角小于90°且大于或等于0°时（即α为锐角），根据公式作用力A做正功。当力F与位移S夹角α=0°时，W=FScos0°=FS，F做最大正功；0°<α<
负功
当作用力方向与力的作用点位移方向夹角大于90°且小于或等于180°时，这时cosα<0，根据公式功为负。力对物体作负功-A就代表受力作用的物体克服阻力作了正功A。这两种说法描述的是同一物理过程。例如，空气压缩机中空气对活塞作负功，也可以说成是活塞克服空气的压力作正功。又如，汽车紧急制动，车轮停止转动，轮胎在地面上滑动，这时摩擦力对汽车作负功，反过来也可以说汽车克服摩擦力作正功。
功率
功跟完成这些功所用时间的比值叫做“功率”。最初定义功率为“单位时间里完成的功”，它是指做功快慢不变的情况，初中学生易于掌握。“功跟完成这些功所用时间的比值”这一定义功率，对于做功快慢不变的情况，既表示平均功率，又表示即时功率。对于做功快慢不均匀的情况，如时间取得长些，则为平均功率；时间趋于零，这一 率，只能表示机器在一段时间t内的平均功率。而由公式P=Fv计算出来的功率就有了不同的含义。若速度v代表平均速度，那么P代表平均功率，如果v代表即时速度，那么P就代表机器在某瞬时的即时功率。 公式中力是一个矢量，速度也是一个矢量，而功率却是一个标量。 方法，一为“标积”；一为“矢积”。两矢量的“标积”为一标量，其大小（к）为两矢量的大小和两矢量夹角的余弦的乘积，用公式表示为 式P=Fv中，实际上P应为 矢量和 矢量的标积，即 所以得到的功率P应为一标量。 关于公式P=Fv，中F与v成反比的关系，应明确，不能脱离具体条件，防止得出谬误的结果。因为机器的牵引力要受速度的限制，又受机器的构造、运转条件等限制，任何机器在设计制造时，已规定了它的正常功率和最大作用力。超过最大作用力范围，牵引力和速度成反比这一关系就不能适用。另一方面也不能使机器的牵引力趋近于零，而使机器的速度无限制地增加。因为任何机器在工作时要受到阻力作用，阻力还与机器运转的速度有关。即使在没有负载的情况下，机件间的摩擦阻力仍然存在。为维持机器的运转，发动机的牵引力不能小于它所受的阻力。因而它的速度也不能无限增加。因此，任何机械在有一定的最大输出功率的同时，还具有一定的最大速度和最大作用力。 功率的常用单位是瓦特（焦耳/秒），简称瓦，单位符号W。瓦特这个单位较小，技术上常用千瓦做功率的单位。过去还有尔格/秒、牛顿·米/秒、千克力·米/秒。 间t内的平均功率。当物体受恒力作用时也可表示为P=F 。式中 表示某段时间的平均速度。平均功率随所取的时间不同而不同，因此在谈到平均功率时，一定要指出是哪一段时间内的平均功率。参阅功率条。
即时功率
即“瞬时功率”，简称功率。描述机械在某一瞬间作 物体运动即时速度的乘积。作平均速度时，P当然代表平均功率，如果作即时速度，那么P就代表机械在某瞬时的即时功率。当作匀速运动时，即时功率和平均功率相同 杠杆概念：当动力点离支点的距离小于阻力点离支点的距离时，省力。 当动力点离支点的距离大于阻力点离支点的距离时，费力。 当动力点离支点的距离等于阻力点离支点的距离时，不省力也不费力。
编辑本段分类法
第一种分类法
第一类杠杆：是动力F和有用阻力W分别在支点的两边。这类杠杆 不省力也不费力。例如，剪金属片用的剪刀，刀口很短，它的机械利益远大于1 。这是因为金属板很硬，刀口短，刀把长，即动力臂大于阻力臂，可以少用力。属于这种情况的杠杆还有克丝钳等。家庭裁衣剪布用的剪刀，把与刃基本是等长的，即动力臂等于阻力臂，属于不省力也不费力的类型。因为布的厚度较薄，不需太大的力，剪布要直故刀口要长些，为此用力不大，布剪的也直。属于这种类型的还有物理天平。又如理发用的剪刀，刀口很长，即动力臂小于阻力臂，它的机械利益小于1。这是因为剪发本来不需要多大的力，刀口长一些，能够剪得快一些和齐一些。 第二类杠杆：是支点和动力点分别在有用阻力点的两边。这类杠杆的动力臂大于阻力臂，其机械利益总是大于1，所以总是省力的。例如，用铡刀铡草、独轮车等都是这类杠杆。 第三类杠杆：是支点和有用阻力点分别在动力点的两边，这类杠杆的动力臂小于阻力臂，其机械利益总是小于1，所以总是费力的。例如，缝纫机的脚踏板、夹食品的竹夹子都属于这类杠杆。
第二种分类法
第一类杠杆：是省力的杠杆，即动力臂大于阻力臂。例如，羊角锤、木工钳、独轮车、汽水板子、铡刀等等。 第二类杠杆：是费力的杠杆，即动力臂小于阻力臂。如镊子、钓鱼杆、理发用的剪刀。 第三类杠杆：不省力也不费力的杠杆，即动力臂等于阻力臂。其机械利益等于1。如夭平、定滑轮等。