槓桿原理??????20點

槓桿原理是力學之中最基本的原理，在中國的典型發展就是秤的發明及其廣泛應用。在一根槓桿上安裝吊繩作為支點，其一端掛上重物，另一端掛上砝碼或秤錘，就可以秤量物體的重量。古代人稱它為“權衡”或“衡器”。“權”就是砝碼或秤錘，“衡”是指秤杆。



槓桿原理的發現



阿基米德對於機械的研究源自於他在亞歷山大城求學時期。有一天阿基米德在久旱的尼羅河邊散步，看到農民提水澆地相當費力，經過思考之後他發明了一種利用螺旋作用在水管裡旋轉而把水吸上來的工具，後世的人叫它做「阿基米德螺旋提水器」，埃及一直到二千年後的現在，還有人使用這種器械。這個工具成了後來螺旋推進器的先祖。

當時的歐洲，在工程和日常生活中，經常使用一些簡單機械，譬如：螺絲、滑車、槓桿、齒輪等，阿基米德花了許多時間去研究，發現了「槓桿原理」和「力矩」的觀念，對於經常使用工具製作機械的阿基米德而言，將理論運用到實際的生活上是輕而易舉的。他自己曾說：「給我一個支點，我可以舉起整個地球。」

剛好海維隆王又遇到了一個棘手的問題：國王替埃及托勒密王造了一艘船，因為太大太重，船無法放進海裡，國王就對阿基米德說，「你連地球都舉得起來，一艘船放進海裡應該沒問題吧？」於是阿基米德立刻巧妙地組合各種機械，造出一架機具，在一切準備妥當後，將牽引機具的繩子交給國王，國王輕輕一拉，大船果然移動下水，國王不得不為阿基米德的天才所折服。從這個歷史記載的故事裡我們可以明顯的知道，阿基米德極可能是當時全世界對於機械的原理與運用，瞭解最透徹的人。



槓桿原理：



(1) 現象： 槓桿左右成靜止而不轉動。



(2) 分析： 槓桿左邊的力矩為25 cm30 gw＝750 cm．gw逆時鐘方向……(a)

槓桿右邊的力矩為15 cm50 gw＝750 cm．gw順時鐘方向……(b)

由(a)、(b)兩式可知當順時鐘方向的力矩＝逆時鐘方向的力矩時，槓桿可靜止而不轉動，即槓桿成平衡狀態。



(3) 討論： (a) 由分析可知，槓桿成平衡的條件式，作用在槓桿上順時鐘方向的力矩等於逆時鐘方向的力矩。 (b) 如果作用在槓桿上的順時鐘方向的力矩大於逆時鐘方向的力矩，槓桿將向順時鐘方向轉動。 (c) 如果作用在槓桿上的順時鐘方向的力矩小於逆時鐘方向的力矩，槓桿將向逆時鐘方向轉動。



槓桿原理：



(1) 內容： 當槓桿保持靜止平衡狀態時，其所受順時鐘方向的力矩與逆時鐘方向的力矩大小相等。此關係稱為槓桿原理。



(2) 公式： d施F＝d抗W



(3) 應用： (a)天平 (b)蹺蹺板



槓桿原理

槓桿是一種簡單機械；一根結實的棍子（最好不會彎又非常輕），就能當作一根槓桿了。上圖中，方形代表重物、圓形代表支持點、箭頭代表用力點，這樣，你看出來了吧？(圖1)中，在槓桿右邊向下用力，就可以把左方的重物抬起來了；在(圖2)中，在槓桿右邊向上用力，也能把重物抬起來；在(圖3)中，支點在左邊、重物在右邊，力點在中間，向上用力，也能把重物抬起來。

你注意到了嗎？在(圖1)中，支點在槓桿中間，物理學裡，把這類槓桿叫做第一種槓桿；(圖2)是重點在中間，叫做第二種槓桿；(圖3)是力點在中間，叫做第三種槓桿。



第一種槓桿例如：剪刀、釘鎚、拔釘器……這種槓桿可能省力可能費力，也可能既不省力也不費力。這要看力點和支點的距離(圖1)：力點離支點愈遠則愈省力，愈近就愈費力；如果重點、力點距離支點一樣遠，就不省力也不費力，只是改變了用力的方向。第二種槓桿例如：開瓶器、榨汁器、胡桃鉗……這種槓桿的力點一定比重點距離支點遠，所以永遠是省力的。



第三種槓桿例如：鑷子、烤肉夾子、筷子…… 這種槓桿的力點一定比重點距離支點近，所以永遠是費力的。



如果我們分別用花剪（刀刃比較短）和洋裁剪刀（刀刃比較長）來剪紙板，花剪較省力但是費時；而洋裁剪則費力但是省時。


3.) 請舉出是運用了桿杆原理的日常生活例子。






獨輪手推車用了第二類槓桿原理



第二類槓桿原理:



抗力點位於支點及施力點之間。

槓桿的作用原理:

利用槓桿，有的是為了省力(代價是施力的移動距離加長)，有的是為了加速(代價是運用較大的力)，有的是為了獲得方向改變的效果。不管其目的如何，當槓桿在施力與抗力作用下平衡時，由槓桿原理可知施力對支點產生的力矩必等於抗力對支點產生的力矩。即 施力x施力臂=抗力x抗力臂

(1)若施力臂>抗力臂，則施力<抗力，此槓桿可省力，但施力的移動距離加長。

(2)若施力臂<抗力臂，則施力>抗力，此槓桿不能省力，但施力的移動距離較短。






2009-06-09 00:31:37 補充：
3)若施力臂=抗力臂，則施力=抗力，此槓桿不省力亦不省時，但可獲得方向改變的效果。


第二類槓桿原理是屬於(1)

換句話說﹐因第二種槓桿抗力點在中間，所以永遠省力﹐能夠以較小力量舉起或移

動較重的重物。

回到獨輪手推車的例子

現在施力點是手柄﹐抗力點是那個方形載盤﹐支點是輪子

抗力點在中間﹐所以屬第二類槓桿原理﹐亦即永遠省力

所以工人雙手可以舉起滿載沙石泥土的獨輪手推車其理在此。

you have asked teacher!!!