杠桿及其應(yīng)用

王鑫

摘 要：杠桿是人類早期重要的發(fā)現(xiàn)之一，作為最基礎(chǔ)最重要的一種簡(jiǎn)單機(jī)械，它代表了人們對(duì)自然世界物理原理的初步運(yùn)用。本文從杠桿出發(fā)，介紹了杠桿的分類和應(yīng)用舉例，討論了人們認(rèn)識(shí)和利用力學(xué)原理的過(guò)程。通過(guò)對(duì)于物理學(xué)中簡(jiǎn)單機(jī)械原理的深入了解與介紹，著重表現(xiàn)了物理知識(shí)在人們認(rèn)識(shí)世界和改造世界過(guò)程中所起到的作用。

關(guān)鍵詞：杠桿；杠桿原理；特殊應(yīng)用

一、杠桿

阿基米德的那句“給我一個(gè)支點(diǎn)我能撬動(dòng)地球”鏗鏘有力，是什么使得這位偉大的科學(xué)先驅(qū)說(shuō)出了這樣的話呢？他說(shuō)的就是杠桿原理。杠桿原理的應(yīng)用雖然可以追溯到很早以前的人類先民，但是提出和論證杠桿原理，是由阿基米德在《論平面圖形的平衡》一書(shū)中首先提出的。

杠桿是我們?cè)诔踔形锢韺W(xué)中就接觸到的一類知識(shí)，在初中物理學(xué)課本中把杠桿定義為一根在力的作用下可以繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒。杠桿的硬棒可以是任意形狀的。這一點(diǎn)在生活中的表現(xiàn)比較明顯如剪刀、扳手、撬棒、釣魚(yú)竿等等都是一種杠桿，而不引人注意的是，滑輪也是一種變形的杠桿：定滑輪其實(shí)質(zhì)相當(dāng)于等臂杠桿而動(dòng)滑輪則相當(dāng)于一種省力杠桿。

如上圖，杠桿需要具備五方面要素：即支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂。其中支點(diǎn)是杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)；動(dòng)力 指使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力；阻力是阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力；動(dòng)力臂即從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，。阻力臂是從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。

杠桿的平衡條件 ：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂

即：F1l1=F2l2

二、杠桿的應(yīng)用

1.杠桿的分類及日常應(yīng)用

一般我們可以根據(jù)上述的杠桿平衡條件（F1l1=F2l2），很清晰明了的把應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的杠桿分為三類：

①當(dāng)F1