A. 初中创新实验杠杆原理
杠杆平衡的原理:动力*动力臂=阻力*阻力臂通过杠杆平衡原理,可以运用已知力、力臂的条件,求出未知力或力臂。
杠杆原理是中学物理中的重要知识点,杠杆原理也称为“杠杆平衡条件”,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,其中力臂就是支点到力的作用线的垂线。
现有的杠杆原理实验装置主要是将杠杆铰接在底座上,然后在杠杆两侧悬挂不同质量的砝码,进行调节平衡,这种实验方法只能简单的演示两侧力矩的比例关系,不能进行数据计算,而且杠杆倾斜平衡时,从支点到力作用点的距离并不是力臂,需要在黑板上进行力臂线绘制分析辅助讲解,学生才能理解,教学效果不佳。
B. 杠杆的原理的原理是什么
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。专即:动力×动力臂=阻力属×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。因此要使杠杆达到平衡,动力臂是阻力臂的几倍,阻力就是动力的几倍。
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;如果想要省距离,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。
当杠杆的动力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离时是省力杠杆,反之则是费力杠杆。杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。
杠杆原理的应用:
1、省力杠杆:L1>L2, F1<f2 ,省力、费距离。如拔钉子用的羊角锤、铡刀,瓶盖扳子等。
2、费力杠杆: L1<L2, F1>F2,费力、省距离。如钓鱼竿、镊子等。
3、等臂杠杆: L1=L2, F1=F2,既不省力也不费力,又不多移动距离。如天平、定滑轮等。
C. 教育科学出版社六年级上册科学教案
第一单元 机械和工具
第一课 使用工具
【教学目标】
科学概念:认识机械指的是利用力学原理组成的各种装置。杠杆、滑轮、斜面等都是机械。简单机械又被人们习惯地称为工具。
过程与方法:常识在实践中解决指定的科学问题(如拔图钉、铁钉和木螺钉),发现做同样的事情,用不同的工具效果是不同的,并从中了解更多的常用工具。
情感、态度、价值观:意识到工具和机械可以帮助我们做一些事情,恰当地选用工具和机械可以提高我们的工作效率。
【教学重点】选用不同工具解决问题
【教学难点】选择不同工具解决问题的原因讨论。
【教学准备】记录表(学生);常用工具,剪刀、螺丝刀、开瓶器、羊角锤、小刀、镊子、
老虎钳(教师);钉有三个图钉、2个铁钉、两个木螺丝钉的木板一块。
【教学过程】
一、谈话导入新课
同学们,这个漂亮的窗花剪纸是用什么工具制作出来的?(出示窗花剪纸)。剪刀除了能剪窗花之外还能做些什么事?(剪绳、剪指甲……)那么锤子能帮助我们做哪些事情?(出示锤子)
二、我们用过什么工具
1、在生活中,我们常常用工具来帮助我们做事情,今天我们就来研究我们常用的工具(板书课题:使用工具)
2、你还知道哪些工具?他们能帮助我们做什么事?请大家在小组内讨论一下,然后把工具名称和能做的事情填在书本P2表格内。比一比,哪些同学想地更多。
3、小组讨论填表
工具名称 可以做哪些事情 工具名称 可以做哪些事情
4、小组汇报:请一个小组上台来介绍,并且可以使用老师讲台上的工具做示范(提供工具)。
5、教师小结:看来同学们对工具的使用已经比较熟悉,并且能运用到现实生活中去了。那么下面就请大家来帮我解决一个问题。
三、选用什么工具好
1、老师这里有钉有一些钉子的木板(出示木板),
1)如果要把钉子冲木板中取出来,请问我该选择什么样的工具比较合适?
2)请小组内的同学先观察一下钉在木板上的钉子,思考你需要哪些工具?
3)说说你选择这些工具的理由
2、小组长领材料,组织小组成员开展实验
3、全班交流:说说你们刚才选择的工具是最合适的吗?分组发言共同评论。
四、完成三项任务的工具选择
1、请大家观察P3的三幅图,请你在右边选择最恰当的工具来完成这3项工作。
并且说说你选择的理由。
2、油桶通过斜面推上车,比较省力;大石头用撬棍当赶感去撬动比较省力;利用绳子和滑轮组成定滑轮可以很方面地将国旗挂到旗杆顶上。
3、教师小结:有一些很费力、很难做的事情,如果我们使用了工具就可以省力、方便地完成了。巧妙地使用工具,能让我们做的更好。
4、 请大家看P3工具的定义,深入理解。
五、全课总结:对于简单机械,我们还有什么问题想研究?
第二课 杠杆的研究
【教学目标】
科学概念:认识理解杠杆有3个点:用力点、支点、阻力点。有的杠杆能省力,有的杠杆不省力,有的杠杆不省力也不费力。
过程与方法:用杠杆尺做实验、收集并整理数据,分析认识杠杆省力、费力和不省力不费力的规律。
情感态度价值观:体会到收集数据的重要意义,并意识到互相合作的重要性。
【教学重点】对杠杆尺进行研究
【教学难点】对数据的整理和分析
【教学准备】杠杆尺、钩码、记录纸(学生);杠杆类和非杠杆类工具3~5种。
【教学过程】
一、导入新课
活动:请问我们班有没有“大力士”,谁能帮我把讲台抬起来,我的一枝笔掉到桌子地下去了。(请同学们推荐“大力士”上来抬讲台)哎,讲台实在太重了,搬不动,能不能利用工具来帮助我们做这件事?用吊机吊、把桌子撬翻、用滑轮吊……(请学生出谋划策)
二、认识杠杆
1、今天,老师介绍给大家一种非常简单的却能很轻松地完成工作的工具——杠杆。
什么是杠杆?——在一根棍子的下面放一个支撑的物体,就可以用它撬起重物,人们常把这样的棍子叫撬棍。而今天我们科学地把像撬棍这样的简单机械称为“杠杆”。
2、示范用杠杆撬讲台。
3、板书分析杠杆的各个部分名称和定义:阻力点、用力点、支点
杠杆上有三个重要的位置:支撑着杠杆,使杠杆能围绕着转动的位置叫支点;在杠杆上用力的位置叫用力点;杠杆克服阻力的位置叫阻力点。
4、出示P4的两张图片:压水井、跷跷板。请大家在上面画一画,他们的三个点分别在什么位置
5、在展台底下进行反馈交流。
6、分辨杠杆:观察P4 P5的这些工具,说说哪些是杠杆,哪些不是杠杆?并说明理由(找一找三点)学生自己体验杠杆尺的组成及变化。
三、研究杠杆的秘密
1、刚才我们用杠杆轻松地撬起了讲台,那是不是所有的杠杆都是省力的呢?(学生一般认为都是省力的,教师在课堂上举例费力的事件)让我们用杠杆尺这个工具,来帮助我们更好地进行研究。
2、对杠杆尺的构造进行介绍和使用方法
3、教师问题的提出:如果我在杠杆尺的左边第四格挂上一个钩码,要使杠杆尺保持平衡,我应该在杠杆尺的右边什么位置挂上几个钩码 ?(请同学上台来试一试,并说说你是怎么想的)
4、还有其他方法吗 ?
5、老师刚才是在左边第四格挂了一个钩码,还可以怎么挂?那么右边又应该在什么位置挂几个钩码才能使杠杆尺平衡呢?请大家在小组内合作开展实验,并且把数据记录在P6上的表格内。完成实验之后再把实验数据进行统计:省力情况有( )种,费力情况有( )种;不省力也不费力情况有( )种。
6、对所有的数据进行观察和分析。
1)在什么情况下,杠杆省力?
2)在什么情况下,杠杆费力?
3)在什么情况下杠杆不省力也不费力?
7、教师进行总结:省力、费力、不省力不费力各情况的比较和分析。
四、收集数据步骤的反思
我们是按怎样的方法步骤收集数据的?哪种方法更合理?
五、全课小结
第三课 杠杆类工具的研究
【教学目标】
科学概念:知道杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆、不省力也不费力杠杆。
过程与方法:通过实验认识到杠杆是否省力是由它的三个点的位置决定的。
情感、态度、价值观:意识到不同种类的杠杆有不同的用途,在不同条件下需要使用不同类型的杠杆。
【教学重点】对不同杠杆的比较和分析
【教学难点】找出不同杠杆的三个点和是否省力情况。
【教学准备】长竹筷、螺丝帽或其他重物、棉线或钓鱼线、塑料盘(学生)。杆秤、螺丝刀、开瓶器、镊子、油漆桶、啤酒、粉笔;画有螺丝刀撬油漆桶、镊子夹粉笔、开瓶器开啤酒瓶的图片(教师)。
【教学过程】
一、趣味引入
游戏:出示油漆桶一个、啤酒一瓶、粉笔5支;镊子、一字螺丝刀、开瓶器。
1、用工具把油漆桶撬开,然后在里面倒一杯水;2、用工具打开啤酒瓶,倒一杯啤酒;3、用工具用夹5支粉笔到一个空杯子里。
比一比,哪个同学完成地快,请其他同学为他们加油。
二、杠杆类工具的比较
1、刚才三位同学的表演非常精彩,首先让我们思考一下,他们使用的工具合适吗?(合适)
2、思考一下,他们所使用的三种工具哪种是省力的?哪种是费力的?或者不省力也不费力的?(请几位同学进行判断,并说说理由)
3、判断他们是否是省力工具最好的方法是什么?(找出三个点,然后进行比较)
4、请同学们在老师为你们准备的图片上画出每件工具的三个点。
5、然后在小组内讨论一下这些工具是否省力?为什么 ?
6、在全班内进行交流反馈;并对学生的画图进行展示交流。(重点分析镊子和开瓶器的三点位置的变化。开瓶器支点在前端,阻力点在中间;镊子支点在末端,用力点在中间)
7、小结:怎么样的工具是省力的?怎么样的工具是费力的?(请同学找出其中规律)
三、给各种杠杆类工具分类
1、请同学们在书本P8页的10种工具上画一画,找出每样工具的三个点。然后判断一下它是省力的还是费力的或不省力也不费力。
2、学生各自作图、填表。
3、汇报交流(请学生到展台下进行展示交流)
4、思考:我们都知道杠杆能省力,能帮助我们抬起自己无法徒手搬动的东西;但是为什么刚才我们看到的这些工具他们有的是费力的呢?为什么这样设计呢?
四、小杆秤的研究
1、俗话说:“称砣虽小,能压千斤”,今天老师就带了一把杆秤来,请大家来说一说,为什么杆秤的称砣这么小,却可以“压住”这么重的重物。(请学生从杠杆的三点之间的关系说一说)
2、今天老师就带大家来做一杆小杆秤。小杆秤制作过程指导。(祥见教参P17~18)
3、指导学生用逐个放砝码的方法在杆上画出50克、100克、150克、200克……的刻度。(在称盘内放一个50克砝码,然后使杆秤平衡,在杆上刻下刻度,放2个……)
4、玩一玩自己制作的杆秤。(称一称自己的铅笔盒、书本等物体的重量)
五、课后思考题
出示教师用的杆秤进行示范,用不同的2跟提绳分别进行称重时,杆秤会发生什么变化?
第四课 轮轴的秘密
【教学目标】
科学概念:认识在轮轴的轮上用力能够省力,轮越大越省力;在轴上用力费力。
过程与方法:通过在大小差别更大的轮轴上挂重物的实验分析,认识轮越大越省力。
情感、态度、价值观:积极了解轮轴在生活中的应用,发展研究简单机械的兴趣。
【教学重点】通过实验了解轮轴作用和轮的大小对轮轴作用的影响
【教学难点】轮的大小对轮轴作用的影响。
【教学准备】大螺丝刀1把、阀门式水龙头一个;每组钩码1盒、2段棉线、1个铁架台、1个大轮、1个小轮、一个轴(简易机械盒)
【教学过程】
一、导入新课
水龙头是我们每家每户都有的一种工具,他能有效控制水的流量。我请一位同学来拧开这个水龙头;(出示阀门式水龙头)出示水龙头图片,并指出轴、轮所在位置;像水龙头这样,轮子和轴固定在一起,可以转动的机械,叫做轮轴。
二、轮轴作用的研究
1、设计家在设计水龙头的时候都是有一定目的的,那么水龙头上的轮有什么作用呢?(学生尝试回答)
2、请学生尝试拧开去掉轮的水龙头,然后说一说轮的作用。
3、用一个轮轴装置来研究轮轴的作用。
实验操作:
1)把一些大小不同的轮和轴分别固定在一起,安装在支架上,在轮和轴的凹槽内装上棉线,把钩码分别挂在轮和轴上,试试看,能发现什么?
2)学生分组实验并做好实验记录(书本P10),这里主要培养学生的协同分工能力。
4、小组成员汇报数据,并进行交流和思考,发现了什么规律?(挂在轮上的钩码更少,证明在轮上用力能省力)
5、轮轴作用的运用(小游戏):猜猜胜者是谁?请几对同学上台来进行游戏。
一个同学握住螺丝刀柄,一个同学握住螺丝刀轴,2人按不同方向转。
三、轮的大小对轮轴作用的影响
1、刚才我们通过实验和游戏了解了在轮轴的轮上用力是比较省力,那么如果轴固定不变,把轮换大些会怎么样呢?(请学生进行大胆推测)
2、示范操作实验:把更大的轮和轴(不变)固定在一起,先在轴的棉线上挂3~5个钩码,然后请学生尝试在轮上加钩码,使轮上的钩码刚好能拉起轴上的重物。
3、在小组内开展实验活动,用不同大小的轮和轴进行实验,并请学生记录实验数据,填入书本(P11)的表格内。
4、交流讨论数据表,说说你是按什么顺序进行收集数据的?你发现了什么规律?(按轮从小到大或从大到小的顺序进行实验,然后进行对比;发现轮越大,越省力,轮越小,越费力的规律)
四、巩固与应用
1、找一找,说一说在我们的生活中还有哪些地方应用轮轴?说说它们给我们的工作和生活带来了那些方便。
2、这些轮轴的作用是什么?他们是省力的还是费力的?(方向盘、轱辘、门把手、扳手、牛顿盘)其中牛顿盘在旋转时是拧轴,属于费力的轮轴。
第五课 定滑轮和动滑轮
【教学目标】
科学概念:知道定滑轮固定在一个地方,不能随着物体的移动而移动。知道动滑轮不固定,可以随着重物的移动而移动。了解定滑轮和动滑轮的作用不相同。
过程与方法:通过自行设计实验方案来研究定滑轮是否省力、定滑轮和动滑轮的不同作用。
情感、态度、价值观:意识到定滑轮和动滑轮的不同作用,发展探究简单机械的兴趣。
【教学重点】认识滑轮的工作原理。
【教学难点】通过实验来认识其工作原理。
【教学准备】铁架台、滑轮、钩码、线、测力计、实验计划表
【教学过程】
一、激趣导入新课
1、播放学校早晨升国旗的过程,并提问:“升旗的时候,我们的队员是往下拉绳子,为什么国旗就往上升上去了呢?”(学生回答:因为旗杆顶部有一个轮子)
2、概念引入:像旗杆顶部的滑轮那样,固定在一个位置转动而不移动的滑轮叫做定滑轮。
二、研究旗杆顶部的滑轮
1、请同学们小组合作做一个定滑轮,模拟升旗的情形,并思考:当我们利用定滑轮提升重物时,需要向什么方向用力?这说明定滑轮有什么作用?
2、根据学生回答进行引导“定滑轮是否具有省力作用”(一般情况下,学生已习以为常地认为我们所学的工具都具有省力作用)
3、请同学们自行设计研究定滑轮是否能省力的实验方案。(提供实验设计方案表)
要研究的问题 定滑轮是否能省力
预测 是( )否( )
要改变的条件
不要改变的条件
实验设计(可附图)
4、小组合作进行实验,并记录下研究的数据。
左边钩码个数 右边钩码个数 定滑轮的状态 我们的发现
小结:定滑轮的作用是可以改变力的方向,但不能省力。
三、会移动的轮子
1、出示塔吊的滑轮图,并问:“这个滑轮是定滑轮吗?”
2、认识动滑轮的定义。
3、请学生通过小组合作,安装一个动滑轮。并思考:“动滑轮有什么作用?”
4、在提升重物时,我们需要向什么方向用力?这说明定滑轮能否改变用力方向?
5、用测力计研究动滑轮是否具有省力作用。
1)学习使用测力计,认识力的单位:牛顿。并进行巩固练习,拉出3N、5N的力。
2)教师示范用测力计测量将重物不通过动滑轮提升时的重力度数;示范用测力计测量将重物通过动滑轮提升时的重力度数。
3)请学生小组合作用测力计按顺序分别测量不同个数(1~5个)的钩码直接提升的重力读数和用动滑轮提升重物的重力读数,并把实验结果填写在P13的表格内。并比较表内数据,发现了什么?
4)全班内进行交流动滑轮能否省力?能省多少力 ?
四、比较定滑轮和动滑轮的作用的不同
五、想一想:定滑轮和动滑轮的作用有这么大的不同,那么我们在什么情况下使用定滑轮,什么情况下使用动滑轮?
第六课 滑轮组
【教学目标】
科学知识:认识定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组,滑轮组能够改变力的方向,而且可以成倍地省力。
过程与方法:结合对滑轮组的研究,解释起重机的工作原理。
情感态度价值观:能积极参与科学实验和游戏活动并与同学友好地合作研究。
【教学重点】用实验研究探究定、动滑轮的作用。
【教学难点】认识起省力的大小关系和规律。
【教学准备】铁架台、线、滑轮、钩码
【教学过程】
一、导入新课
提问导入:不管是在城市还是在家村,都有许许多多的建筑工地,参观这些忙碌的建筑工地,我们会有很多的发现。(学生自由表述自己所看见的,并说说自己有些什么问题)起重机是怎样把那么重的物体送到高空去的呢?
二、研究滑轮组的作用
1、滑轮组的定义引入
原来,起重机内发挥作用的是滑轮组,那么什么是滑轮组呢?(把动滑轮和定滑轮组合在一起使用,就构成了滑轮组。)观察结构图P14,理解滑轮组的构造。
2、实验探讨简单滑轮组的作用。
1)小组合作组装一个最简单的滑轮组。
2)试用这个最简单滑轮组吊起一个1000克的重物需要多在的力?请学生猜想
3)学生分组实验,分别用这个滑轮组吊起不同重量(学生自己定)的重物,并和直接吊起该重物的力比较,能发现什么?(实验要求:1、明确分工。2、拟定实验计划草案后实行。3、进行实验并作好实验记录。)
4)汇报交流,说说有一个动滑轮的滑轮组的作用。(在这里可能会出现重物比较轻的时候省力效果不明显,但随着重物的增加,省力效果越明显,越趋向于省一半的力)
3、实验探讨有2个动滑轮的滑轮组的作用。
1)提出疑问:如果增加滑轮组的数量,(例如用2个动滑轮和2个定滑轮),用力大小会怎么变化?
2)用与前面实验相同的方法进行实验,记录实验情况,并分析实验数据,得出结论。
三、游戏体验
小个子战胜大力士:游戏规则见教材P15
1、出示游戏器材,找2个大个子学生和一个小个子学生参加游戏。
2、要求没有直接参加游戏的同学对数据进行记录,寻找其中的规律。
3、说出自己的发现
学生自由表述自己的发现并从这个游戏中明白了什么?
从我们的研究中明白为什么起重机能够吊起那么重的物体。
第七课 斜面的作用
【教学目标】
科学知识:认识像搭在汽车上的木板那样的简单机械叫斜面,斜面可以省力。
过程与方法:制订一个简单的研究计划并用实验的数据来说明斜面的省力规律。
情感态度价值观:积极参与科学实验,愿意与同学进行合作交流。
【教学重点】认识斜面是如如何省力的。
【教学难点】如何把学到的知识运用生活中去。
【教学准备】1块搭斜面的平木板,4个不同高度的小物品(橡皮等)、钩码、测力计、实验计划表。
【教学过程】
一、结合影视导入新课
播放学生喜爱的《头文字D》动画片的赛车过盘山公路的录象。提问:虽然动画片很精彩,但是我们有没有想过一个问题“山上的公路和平地上的公路有什么区别?为什么要这样修建?”(学生自主思考猜想原因,并当众发表。)
二、探究斜面有什么作用
1、提出一个简单任务:老师要把这个大木桶搬到讲台上来,有什么好方法?(学生拓展思维:滑轮组吊、杠杆撬……)今天老师就介绍一个更简单的机械叫斜面。(示范用木板把木桶滚上讲台)
2、斜面概念引入:像这样搭在高台边缘上的木板那样的简单机械,叫做斜面。
3、跟据老师提出的情境得出的问题:斜面能省力吗?我们能设计一个实验来研究这个问题吗?
4、分组研究斜面是否能够省力。
实验要求:
1)指导如何用测力计测斜面上的拉力。(拉动中,当测力计处于匀速运动时,读出其读数)
2)小组讨论设计实验方案;反馈交流实验方案。
3)分工提升不同的物体(每人一次,每次操作3遍)
4)在操作员操作的时候,其他同学注意观察,并取其正确的值,做好记录。
斜面的状况 提升不同的物体 我们的发现
A B C D
直接提升物体的力
沿斜面提升物体的力
5、对研究结果作出分析,发现其中的规律。(发现同一物体从斜面拉上用去的力都小于直接把物体垂直提上去用的力,所以斜面可以省力)
三、研究不同坡度的斜面
1、提问:刚才我们在实验过程中,和其他组的数据相比较,你还发现了什么?(发现每个组的用斜面拉上去所用力的大小不同,这是因为有的小组坡度高,有的小组坡度低)。
那么坡度不同对于沿斜面拉物体所用的力也不同吗?我们能不能设计实验来证明一下?
2、分组设计实验,并分工合作完成实验和记录分析工作
1)制定实验计划表(教师准备)
实验目的 研究不同坡度的斜面的作用
预测 坡度越大,用力越( )
坡度越小,用力越( )
要改变的条件
不要改变的条件
实验设计
2)交流计划中的要点,并进行相互修改。
3)分工合作进行实验操作。(提醒:每个坡度做3次实验,取平均值填入表中P17)
4)观察数据表格,讨论发现数据规律,进行总结。
三、巩固与拓展
1、现在结合我们的生活说一说:如我们的盘山公路为什么会修成“S”型。)
2、说说生活中还有哪些地方运用到了斜面工具?(螺丝、大桥……)
用纸片演示螺丝的斜面。
D. 杠杆的原理是什么
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。
E. 杠杆原理的原因
杠杆原理得出的根据其实是转动力矩平衡。对于物体的旋转,影响因素有三个:一个是力臂专(属力的作用线到转轴的距离)一个是力的大小,还有物体的转动惯量。这是由控制变量实验得出的。这就和物体的平动中一样,和牛顿第二定律表明加速度和质量还有力的大小有关一样。
F. 阿基米德发现杠杆原理是怎样的
杠杆原理亦称“杠抄杆平衡条件袭”。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。杠杆原理的表达为:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
公元前3世纪,古希腊物理学家、数学家阿基米德(Archimedes,约公元前287-前212)在他的著作《板的平衡》中,第一个提出了关于作用在支点两边等距的等重物体是处于平衡状态的公理。之后,他又致力于建立一条原理,即“在杠杆上的不同重物,仅当它们的重量与它们的悬挂点到支点的长度成反比时,才能处于平衡状态”,这就是我们常说的杠杆原理。
阿基米德有一句名言:“给我一个可靠的支点,我就能撬动地球。”杠杆原理被应用到方方面面的机械中,是简单机械的基本原理。常见的滑轮、杠杆、轮轴都是利用的都是这一原理。阿基米德所创立的杠杆原理和力学理论,也奠定了他在物理学发展过程中的先行者的角色。作为一名自然哲学家,阿基米德是力学这门学科的真正创始人。
G. 关于杠杆原理的讲解,简介一下什么是杠杆原理,具体的
关于杠杆原理抄的讲袭解,简介一下什么是杠杆原理,具体的
1、什么是杠杆:能够绕固定点转动的硬棒(物体).
2、杠杆中的“三点、两力、两力臂”:
“三点”:支点——杠杆绕着转动的固定点.常用O表示.
动力作用点——动力在杠杆上的作用位置.
阻力作用点——阻力在杠杆上的作用位置.
“两力”:动力——使杠杆转动的力.常用F1表示.
阻力——阻碍杠杆转动的力.常用F2表示.
“两力臂”:动力臂——支点到动力作用线的距离.常用L1表示.
阻力臂——支点到阻力作用线的距离.常用L2表示.
(力的作用线——过力的作用点沿力的方向的直线.)
3、杠杆的平衡条件(原理):作用在杠杆上的力与它们的力臂成反比.即:
动力×动力臂=阻力×阻力臂 或 动力/阻力=阻力臂/动力臂
数学表达式:F1×L1=F2×L2 或 F1/F2=L2/L1
4、杠杆的分类:a、省力杠杆:在F1×L1=F2×L2中,L1>L2,则F1<F2;
b、费力杠杆:在F1×L1=F2×L2中,L1<L2,则F1>F2;
c、等臂杠杆:在F1×L1=F2×L2中,L1=L2, 则F1=F2.
H. 杠杆的原理是什么
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(用力点、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,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。
I. 杠杆原理是什么
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(用力点、杠杆原理支点和阻力点)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,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。
古希腊科学家阿基米德有这样一句流传千古的名言:“给我一个支点,我就能撬起地球!”这句话有着严格的科学根据。
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,距离远的一端将下阿基米德倾;(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(5)相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,而且据此原理还进行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般顺利下水,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。
[编辑本段]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:动力*动力臂=阻力*阻力臂,即F1*L1=F2*L2这样就是一个杠杆。动力臂延伸
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,就能撬起地球"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。
[编辑本段]杠杆分类
杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。这几类杠杆有如下特征:费力杠杆
1.省力杠杆:L1>L2, F1<F2 ,省力、费距离。如拔钉子用的羊角锤、铡刀,瓶盖扳子,动滑轮,手推车等。
2.费力杠杆: L1<L2, F1>F2,费力、省距离,如钓鱼竿、镊子,筷子,船桨等。
3.等臂杠杆: L1=L2, F1=F2,既不省力也不费力,又不多移动距离,如天平、定滑轮等。
[编辑本段]人体内的杠杆
几乎每一台机器中都少不了杠杆,就是在人体中也有许许多多的杠杆在起作用。拿起一件东西,弯一下腰,甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用,了解了人体的杠杆不仅可以增长物理知识,还能学会许多生理知识。
其中,大部分为费力杠杆,也有小部分是等臂和省力杠杆。
点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用,杠杆的支点在脊柱之顶,支点前后各有肌肉,头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来,有的收缩有的拉长配合起来形成低头仰头,从图里可以看出来低头比仰头要省力。
当曲肘把重物举起来的时候,手臂也是一个杠杆。肘关节是支点,支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆,举起一份的重量,肌肉要花费6倍以上的力气,虽然费力,但是可以省一定距离。
当你把脚尖翘起来的时候,是脚跟后面的肌肉在起作用,脚尖是支点,体重落在两者之间。这是一个省力杠杆,肌肉的拉力比体重要小。而且脚越长越省力。
如果你弯一下腰,肌肉就要付出接近1200牛顿的拉力。这是 由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆也是一个费力杠杆。 所以在弯腰提起立物时,正确的姿式是尽量使重物离身体近一 些。以避免肌肉被拉伤。
[编辑本段]发现历程
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阿基米德一些经验知识当作"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。墨经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,而且墨子的发现比阿基米德早了约二百年。
历史故事
阿基米德将自己锁在一间小屋里, 正夜以继日地埋头写作《浮体论》.这天突然闯进一个人来, 一进门就连忙喊道: ‘哎呀! 你老先生原来躲在这里.国王正调动大批人马, 在全城四处找你呢.’阿基米德认出他是朝廷大臣, 心想, 外面一定出了大事.他立即收拾起羊皮书稿, 伸手抓过一顶圆壳小帽, 随大臣一同出去, 直奔王宫.
当他们来到宫殿前阶下时, 就看见各种马车停了一片, 卫兵们银枪铁盔, 站立两行, 殿内文武满座, 鸦雀无声.国王正焦急地在地毯上来回踱步.由于殿内阴暗, 天还没黑就燃起了高高的烛台.灯下长条案上摆着海防图、陆防图.阿基米德看着这一切, 就知道他最担心的战争终于爆发了.
原来地中海沿岸在古希腊衰落之后, 先是马其顿王朝的兴起, 马其顿王朝衰落后, 接着是罗马王朝兴起.罗马人统一了意大利本土后向西扩张, 遇到另一强国迦太基.公元前264 年到公元前221 年两国打了23 年仗, 这是历史上有名的‘第一次布匿战争’, 罗马人取得胜利.公元前218 年开始又打了4 年, 这是‘第二次布匿战争’, 这次迦太基起用一个奴隶出身的军事家汉尼拔, 一举擒获罗马人5 万余众.地中海沿岸的两个强国就这样连年争战, 双方均有胜负.叙拉古, 则是个夹在迦、罗两个强国中的城邦小国, 在这种长期的战争风云中, 常常随着两个强国的胜负而弃弱附强, 飘忽不定.阿基米德对这种外交策略很不放心, 曾多次告诫国王, 不要惹祸上身.可是现在的国王已不是那个阿基米德的好友亥尼洛.他年少无知, 却又刚愎自用.当‘第二次布匿战争’爆发后, 公元前216 年, 眼看迦太基人将要打败罗马人, 国王很快就和罗马人决裂了, 与迦太基人结成了同盟, 罗马人对此举很恼火.现在罗马人又打了胜仗, 于是采取了报复的行动, 从海陆两路向这个城邦小国攻过来, 国王吓得没了主意.当他看到阿基米德从外面进来, 连忙迎上前去, 恨不得立即向他下跪, 说道: ‘啊, 亲爱的阿基米德, 你是一个最聪明的人, 先王在世时说过你都能推动地球.’
关于阿基米德推动地球的说法, 却还是他在亚历山大里亚留学时候的事.当时他从埃及农民提水用的吊杆和奴隶们撬石头用的撬棍受到启发, 发现可以借助一种杠杆来达到省力的目的, 而且发现, 手握的地方到支点的这一段距离越长, 就越省力气.由此他提出了这样一个定理: 力臂和力 (重量) 的关系成反比例.这就是杠杆原理.用我们现在的表达方式表述就是: 重量×重臂=力×力臂.为此, 他曾给当时的国王亥尼洛写信说: ‘我不费吹灰之力, 就可以随便移动任何重量的东西;只要给我一个支点, 给我一根足够长的杠杆, 我连地球都可以推动.’可现在这个小国王并不懂得什么叫科学, 他只知道在大难临头的时候, 借助阿基米德的神力来救他的驾.
可是罗马军队实在太厉害了.他们作战时列成方队, 前面和两侧的士兵将盾牌护着身子, 中间的士兵将盾牌举在头上, 战鼓一响这一个个方队就如同现代的坦克一样, 向敌方阵营步步推进, 任你乱箭射来也丝毫无损.罗马军队还有特别严明的军纪, 发现临阵脱逃的立即处死, 士兵立功晋级, 统帅获胜返回罗马时要举行隆重的凯旋仪式.这支军队称霸地中海, 所向无敌, 一个小小的叙拉古哪里放在眼里.况且旧恨新仇, 早想进行一次彻底清算.这时由罗马执政官马赛拉斯统帅的四个陆军军团已经挺进到了叙拉古城的西北.现在城外已是鼓声齐鸣, 杀声震天了.在这危急的关头, 阿基米德虽然对因国王目光短浅造成的这场祸灾非常不满, 但木已成舟, 国家为重, 他扫了一眼沉闷的大殿, 捻着银白的胡须说: ‘如果单靠军事实力, 我们决不是罗马人的对手.现在若能造出一种新式武器来, 或许还可守住城池, 以待援兵.’国王一听这话, 立即转忧为喜说: ‘先王在世时早就说过, 凡是你说的, 大家都要相信.这场守卫战就由你全权指挥吧.’
两天以后, 天刚拂晓, 罗马统帅马赛拉斯指挥着他那严密整齐的方阵向护城河攻来.今天方阵两边还预备了铁甲骑兵, 方阵内强壮的士兵肩扛着云梯.马赛拉斯在出发前曾口出狂言: ‘攻破叙拉古, 到城里吃午饭去.’在喊杀声中, 方阵慢慢向前蠕动.照常规, 城头上早该放箭了.可今天城墙上却是静悄悄地不见一人.也许是几天来的恶战使叙拉古人筋疲力尽了吧.罗马人正在疑惑, 城里隐约传来吱吱呀呀的响声, 接着城头上就飞出大大小小的石块, 开始时大小如碗如拳一般, 以后越来越大, 简直有如锅盆, 山洪般地倾泻下来.石头落在敌人阵中, 士兵们连忙举盾护体, 谁知石头又重, 速度又急, 一下子连盾带人都砸成一团肉泥.罗马人渐渐支持不住了, 连滚带爬地逃命.这时叙拉古的城头又射出了密集的利箭, 罗马人的背后无盾牌和铁甲抵挡, 那利箭直穿背股, 哭天喊地, 好不凄惨.
阿基米德到底造出了什么秘密武器让罗马人大败而归呢? 原来他制造了一些特大的弩弓——发石机.这么大的弓, 人是根本拉不动的, 他就利用了杠杆原理.只要将弩上转轴的摇柄用力扳动, 那与摇柄相连的牛筋又拉紧许多根牛筋组成的粗弓弦, 拉到最紧时, 再突然一放, 弓弦就带动载石装置, 把石头高高地抛出城外, 可落在1000 多米远的地方.原来这杠杆原理并不是简单使用一根直棍撬东西.比如水井上的辘轳吧, 它的支点是辘轳的轴心, 重臂是辘轳的半径, 它的力臂是摇柄, 摇柄一定要比辘轳的半径长, 打起水来就很省力.阿基米德的发石机也是运用这个原理.罗马人哪里知道叙拉古城有这许多新玩艺儿.
就在马赛拉斯刚被打败不久, 海军统帅古劳狄乌斯也派人送来了战报.原来, 当陆军从西北攻城时, 罗马海军从东南海面上也发动了攻势.罗马海军原来并不十分厉害, 后来发明了一种舷钩装在船上, 遇到敌舰时钩住对方, 士兵们再跃上敌舰, 变海战为陆战, 占一定的优势.今天克劳狄乌斯为了对付叙拉古还特意将兵舰包上了一层铁甲, 准备了云梯, 并号令士兵, 只许前进, 不许后退.奇怪的是, 这天叙拉古的城头却分外安静, 墙的后面看不到一卒一兵, 只是远远望见几副木头架子立在城头.当罗马战船开到城下, 士兵们拿着云梯正要往墙上搭的时候, 突然那些木架上垂下来一条条铁链, 链头上有铁钩、铁爪, 钩住了罗马海军的战船.任水兵们怎样使劲划桨都徒劳无功, 那战船再也不能挪动半步.他们用刀砍, 用火烧, 大铁链分毫无损.正当船上一片惊慌时.只见大木架上的木轮又‘嘎嘎’地转动起来, 接着铁链越拉越紧, 船渐渐地被吊起离开了水面.随着船身的倾斜, 士兵们纷纷掉进了海里, 桅杆也被折断了.船身被吊到半空后, 这个大木架还会左右转动, 于是那一艘艘战舰就像荡秋千一样在空中摇荡, 然后有的被摔到城墙上或礁石上, 成了堆碎片;有的被吊过城墙, 成了叙拉古人的战利品.这时叙拉古的城头上还是静悄悄的, 没有人射箭, 也没有人呐喊, 好像是座空城, 只有那几副怪物似的木架, 不时伸下一个个大钩钩走一艘艘战船.罗马人看着这‘嘎嘎’作响的怪物, 吓得全身哆嗦, 手腿发软, 只听到海面上一片哭喊声和落水碰石后的呼救声.克劳狄乌斯在战报中说: ‘我们根本着不见敌人, 就像在和一只木桶打仗.’阿基米德的这些‘怪物’原来也是利用了杠杆原理, 并加了滑轮.
经过这场大战, 罗马人损兵折将, 还白白丢了许多武器和战船, 可是却连阿基米德的面都没见到.
[编辑本段]实例演示
杠杆原理基本有3种类型,第一类的杠杆例子是天平、剪刀、钳子等,第二类杠杆的例子是开瓶器、胡桃夹,第三类杠杆如锤子、镊子等。
杠杆分为3种杠杆。第一种是省力的杠杆,如:开瓶器等。第二种是费力的杠杆,如:镊子、钓鱼竿等。第三种是既不省力也不费力的杠杆,如:天平、定滑轮等。
关于——
阿基米德能举起地球吗?
“给我一个支点,我就能翘起地球”,相传这是古代发现杠杆原理的阿基米德说的话。
阿基米德知道,如果利用杠杆,就能用一个最小的力,把无论怎样重的东西举起来,只要把这个力放在杠杆的长臂上,而让短臂对重物起作用。因此,他的手就可以举起质量等于地球的重物。
然而如果这个古代伟大科学家知道地球的质量是多么大,他也许就不会这样夸口了。让我们设想阿基米德真的找到了另一个地球做支点;再设想他也做成了一根够长的杠杆。你知道他得用多少时间才能把质量等于地球的一个重物举起,哪怕只举起1cm呢?至少要30万亿年!
地球的质量天文学家是知道这样大的物体,如果把它拿到地球上称的话,它的重量大约是:6 000 000 000 000 000 000 000t。
如果一个人只能直接举起60kg的重物,那么他要“举起地球”,就得把自己的手放在一根这样长的杠杆上,他的长臂应当等于它的短臂的100 000 000 000 000 000 000倍!
简单地计算一下就可以知道,在短臂的那一头举高1cm,就得把长臂那一头在宇宙空间里画一个大弧形,弧的长度大约是:1 000 000 000 000 000 000km。
这就是说,阿基米德如果要把地球举起1cm,他那扶着杠杆的手就得移动大到这样不可想象的一个距离!那么他要用多少时间才能做完这件事呢?如果我们认为阿基米德能在一秒种里把60kg的重物举高一米(这种工作能力已经几乎等于一马力!),那么,他要把地球举起1cm,就得用去100 000 000 000 000 000 000S,或三十万亿年!可见阿基米德无法完成这个任务。
杠杆论文
一根长为4米的一头粗一头细的木棒,在距粗端1米处支住它可以平衡;如果在距粗端2 米处支住,且在另一端挂20N的重物,杠杆仍可平衡,那么这根棒重为多少?
在距粗端1米处支住它可以平衡说明了他的重心在距粗端1米处.
如果在距粗端2 米处支住,且在另一端挂20N的重物,杠杆仍可平衡,F1*L1=F2*L2得:
G*1m=20N*2m
解得:G=40N
所以,这根棒重为40N。
[编辑本段]杠杆平衡
定义
杠杆平衡是指杠杆处于静止状态下或匀速转动的状态下。
怎样使杠杆保持平衡
阻力点到支点的距阻力点到支点的距离×阻力点钩码数=动力点到支点的距离×动力点钩码数离×阻力点钩码数=动力点到支点的距离×动力点钩码数
[编辑本段]杠杆原理在财务管理中的作用
财务杠杆是公司财务管理的重要分析工具,公司管理层可以利用财务管理中的几种杠杆,在投融资决策方面做好“度”的把握,并进行相应评估。大多数学者对杠杆在财务管理中的应用原理描述模糊,本文将从一个更加清楚和直观的视角阐述如何理解杠杆原理以及如何利用杠杆原理对公司的经营与财务状况进行评价。
一、财务管理中的杠杆原理本质
财务管理中的杠杆原理本质可以概括为企业在每个会计期间对所发生的固定成本或费用的利用程度。这里所讲的固定成本或费用分为两类:(1)经营活动所产生的固定成本或费用(以下简称为固定成本),如固定资产的折旧、职员工资、办公费等;(2)筹资活动所产生的固定成本或费用(以下简称为固定财务费用),这一部分费用主要是由企业从事筹资活动而产生的,主要体现为债务资本的利息或发行股票应支付的股息。在下面的分析中,笔者假设筹资活动中,债务资本的利息是唯一的固定财务费用。
二、描述公司经营状况的重要尺度---经营杠杆
经营杠杆指企业对经营活动所产生的固定成本的利用程度。当企业的主营业务收入发生变化时,这种变化会通过支点(固定成本)最终会引起企业经营活动成果(息税前利润EBIT)的变化。笔者拟从经营杠杆利益和风险的角度分析这种变化的程度及变化的原因。
三、描述公司财务状况的重要尺度——财务杠杆
财务杠杆指企业对筹资活动(债务性筹资)所产生的固定财务费用的利用程度。当企业的息税前利润(EBIT)发生变化时,这种变化会通过支点即固定财务费用最终引起企业净利润的变化。笔者将从财务杠杆利益和风险的角度分析这种变化的程度及变化的原因。
四、公司整体运营状况描述的重要尺度——综合杠杆
综合杠杆应该理解为企业对上述固定成本和固定财务费用的综合利用程度,即企业的主营业务收入通过经营杠杆支点O1和财务杠杆支点O2两个支点的传递,使得企业的经营成果(净利润)相对主营业务收入的变化有一个更大的变化,变化程度的大小取决于两个杠杆支点的共同作用
综上分析,企业管理层如何在上述经营杠杆(或财务杠杆)上寻找一个支点位置O,就转化为确定合适的固定资产投资规模(或债务筹资规模),使企业的经营杠杆或财务杠杆的利益和风险达到企业可接受的程度;同时为降低企业整体经营风险和财务风险,企业管理层可利用本文的分析方法,用直观的思路同时考虑财务杠杆支点和经营杠杆支点的相对位置,从而作出较满意的决策。
J. 杠杆的原理是怎样的
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。