簡單機械不簡單

金瓊

簡單機械包括杠桿、滑輪和滑輪組、斜面、輪軸等，在生活中有很多應用。其形狀各異，有最簡單的撬石頭用的直棒，有多個杠桿組合起來的剪刀和指甲鉗，而滑輪在起重機、卷揚機、升降機等工程機械中廣泛應用。這些簡單機械究竟能為我們做些什么呢？

一、省力，讓我們更輕松

例1（2019·江蘇·鹽城）如圖1所示，工人用動滑輪勻速提升重物，這樣做（ ）。

A. 省力，不改變施力的方向

B. 不省力，改變施力的方向

C. 既省力，也改變施力的方向

D. 既不省力，也不改變施力的方向

考點分析：（1）滑輪種類的辨析;（2）動滑輪的特點和實質。

思路講解：動滑輪的實質是動力臂為阻力臂2倍的杠桿，使用動滑輪時能省力，但不能改變施力的方向，故A正確，BCD錯誤。

答案：A

例2（2019·遼寧·盤錦）如圖2所示，利用滑輪組提升物體A，請用筆畫線代替繩子，畫出最省力的繩子繞法。

考點分析：（1）滑輪組承擔重物繩子段數的分析;（2）滑輪組的繞線方法。

思路講解：圖2中滑輪組有兩種繞線方法，一種是由兩根繩子承擔重物，一種是由三根繩子承擔重物。要想最省力，應選用三根繩子承擔的繞法，即從動滑輪開始纏繞。

答案：如圖3所示

二、省距離，讓我們更方便

例3（2019·湖北·宜昌）如圖4所示，賽艇的船槳是一種杠桿，劃船時它是一支 力杠桿，手移動的距離 （選填：“大于”“小于”或“等于”）槳在水中移動的距離。

考點分析：生活中杠桿類型的識別。

思路講解：由槳的結構可知，賽艇的船槳在使用時動力臂小于阻力臂，為費力杠桿;費了力，省了距離，劃船時手只要移動較小的距離就能使槳在水中移動較大的距離。

答案：費 小于

例4（2019·遼寧·鞍山）如下圖所示，下列工具使用時都相當于杠桿，其中能省距離的是（ ）。

考點分析：杠桿的分類：（1）省力杠桿，動力臂大于阻力臂;（2）費力杠桿，動力臂小于阻力臂;（3）等臂杠桿，動力臂等于阻力臂。

思路講解：結合圖片和生活經驗，判斷選項中的杠桿在使用過程中，動力臂和阻力臂的大小關系，再判斷它屬于哪種類型的杠桿。鉗子在使用時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，省力但費距離;水龍頭的手柄在使用時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，省力但費距離;拉桿箱在使用時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，省力但費距離;液壓汽車起重機的起重桿在使用時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，費力但省距離。

答案：D

三、測量，讓我們更公平

例5（2019·臺灣）如下圖所示，甲、乙、丙、丁四個天平，其上各自擺放不同的重物，重物擺放前后天平皆保持水平平衡。若不改變四個天平秤盤的吊掛位置，僅將天平上的重物各自左右互換，則互換后哪一個天平會向右端傾斜（ ）。

考點分析：（1）杠桿平衡條件;（2）杠桿下沉端的判斷方法。

思路講解：原來杠桿平衡，是因為原來杠桿兩邊力和力臂的乘積相等。分析互換后力和力臂的乘積是否相等，若相等，杠桿仍平衡;若不相等，杠桿將向力和力臂的乘積大的那端傾斜。

甲、乙天平為等臂杠桿，由杠桿平衡條件可知，兩邊所掛重物重力相同，將天平上的重物各自左右互換，兩邊力和力臂的乘積還是相等，杠桿仍平衡，故選項A、B不符合題意;丙天平的左邊力臂大于右邊力臂，由杠桿平衡條件可知，左邊重力小于右邊重力，將天平上的重物左右互換，左邊力和力臂的乘積大于右邊力和力臂的乘積，杠桿不平衡，向左端傾斜，故選項C不符合題意;丁天平左邊力臂小于右邊力臂，由杠桿平衡條件可知，左邊重力大于右邊重力，將天平上的重物左右互換，左邊力和力臂的乘積小于右邊力和力臂的乘積，杠桿不平衡，向右端傾斜，故選項D符合題意。

答案：D

（作者單位：湖北省潛江市王場中學）