核心知识点

一、杠杆

定义：在力的作用下，能围绕固定点转动的硬棒,叫作杠杆。如下图中，硬棒AB围绕固定点O转动，AB就是一个杠杆.

特别强调：

1、支点：图中的固定点O称为这个杠杆的支点；

2、动力和动力臂：F1是主动施加到硬棒AB上的，并使AB绕固定支点O转动，F1称为动力；

从支点到动力作用线的垂直距离L1称为动力臂。

3、阻力和阻力臂：阻碍杠杆转动的力F2称为阻力；

从支点到阻力作用线的垂直距离L2称为阻力臂。

4、杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂

用公式表示为：F1·L1＝F2·L2所有的杠杆，都满足这个公式。

5、杠杆的分类：

A、省力杠杆：如果使用较长的动力臂，让它大于阻力臂，根据杠杆平衡条件（动力×动力臂＝阻力×阻力臂），那么就可以用较小的力撬动很重的重物，这类杠杆就称为省力杠杆。省力杠杆最大的特点就是省力，但费距离；可以粗暴记忆为：动力臂大于阻力臂，省力，费距离。

生活中的典型应用就是撬棒、扳手，酒瓶起子等等。

B、费力杠杆：如果由于环境条件限制，没有那么长的动力臂；或者支点不好找，必须使用较长的阻力臂才能接触到物体；又或者本身有足够多的动力，根本不在乎多用点力气，这时候就可以使用较大的动力和较小的动力臂，撬起阻力臂很长，但阻力却较小的物体，这就是费力杠杆。

简短截说就是：动力臂小于阻力臂，费力，省距离。

生活中最典型的应用就是我们吃饭用的筷子，简单粗暴，反正手指有的是劲儿，捏住筷子较短的一头，用相对很大的力，让较长的那头夹住质量很小的一点点菜。

C、等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力，不省力不费力。典型应用是天平。

二、滑轮

1、定滑轮：定滑轮是一种等臂杠杆。如图，定滑轮围绕中心点O转动，支点为O，F1、F2分别为动力和阻力，L1L2分别为动力臂和阻力臂。

因为动力臂、阻力臂都是定滑轮的半径，根据杠杆平衡原理，动力和阻力也应该相等。就是说，使用定滑轮，不省力也不费力，但是，它可以改变力的方向。

2、动滑轮：如图，滑轮绕自身一侧的O点转动，也就是说动滑轮的支点不是滑轮的中心，而是滑轮的一侧，此时F1、F2依旧是动力和阻力，此时，动力臂就是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径，这样，根据F1·L1＝F2·L2动力就变成了阻力的一半，也就说，动滑轮可以省一半的力。

其实，动滑轮能省多少力，可以通过生活常识，经过简单逻辑推理就可以知道，如上图的动滑轮，因为有两根绳子吊着重物，重物的重量F2就会被两根绳子分摊，所以F1就应该是重物重量的一半。

再深入一步，因为有两段绳子拉着重物，所以，重物上升一定高度，绳子必须多走一倍的路才行（每一股绳子上升的高度都和重物上升的相同）。

3、滑轮组：将定滑轮和动滑轮结合在一起，就可以既省力又能改变力的方向，如下图：

首先应该仔细观察，重物的重量G被几股绳子分摊（忽略滑轮的重量）：从左到右依次为：四股、五股、三股、四股、两股、三股，所以，F的大小从左到右依次为重量G的四分之一，五分之一、三分之一、四分之一、二分之一、三分之一。

同样，绳子移动的距离，也应该是重物移动距离的四倍，五倍，三倍，四倍，二倍，三倍。

请注意：上面的各种计算方法和数据，都有一个前提，那就是把滑轮本身的重量忽略不计，以及滑轮与绳子之间，滑轮与滑轮之间机械摩擦也忽略不计才行。

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