杠杆原理科普展品介绍撬起地球展品解说词

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资料来源：省科学技术协会

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。这句话便是说杠杆原理。

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。

杠杆原理也被称为“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，用代数式表示为F1·L1=F2·L2。其中，F1表示动力，L1表示动力臂，F2表示阻力，L2表示阻力臂。从公式可看出，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，科普展品生产厂家北京定致提示大家要想省力，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。

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。

杠杆的性质：

杠杆绕着转动的固定点叫做支点；

使杠杆转动的力叫做动力，施力的点叫动力作用点；

阻碍杠杆转动的力叫做阻力，施力的点叫阻力用力点；

当动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消时，杠杆将处于平衡状态，这种状态叫做杠杆平衡，但是杠杆平衡并不是力的平衡。

杠杆的分类：

杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，没有任何一种杠杆既省距离又省力，这几类杠杆有如下特征：

省力杠杆

一根硬棒（不一定是直的，可以是弯的，但必须是硬的，不易发生形变。如曲杆），在力的作用下，能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。

由力的作用线到支点的距离叫做力臂。根据公式F1L1=F2L2可得，力臂越长力就越小。省力杠杆，顾名思义，其动力臂较长，动力较小，所以省力。但是通常省力杠杆省了力气会相应地费距离。

如拔钉子用的羊角锤、铡刀，开瓶器，轧刀，动滑轮，手推车剪铁皮的剪刀及剪钢筋用的剪刀等就是省力杠杆。

费力杠杆

杠杆平衡条件为动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂，那么在杠杆平衡的条件下，动力（F1)大于阻力（F2），动力臂（L1)小于阻力臂(L2)时，杠杆为费力杠杆。

费力杠杆并非真正“费力”，而是节省动力移动的距离。这样在移动很小的情况下，可以使另一段的距离移动很多，从而达到预期的目的。也就是说：虽然费力，但是动力移动距离比阻力移动距离小，省了距离。

如钓鱼竿、镊子，筷子，船桨裁缝用的剪刀理发师用的剪刀等就是费力杠杆。

等臂杠杆

杠杆的一种，动力臂和阻力臂长度相同，既不省力也不费力，既不省距离也不费距离。

如天平、定滑轮等就是等臂杠杆。

人体中的杠杆：

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。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，很明显低头比仰头要省力。科普展品生产厂家北京定致提示大家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。