机械

这一章主要研究简单机械怎样帮助人们省力、省距离或改变力的方向。做题时，关键不只是记杠杆和平衡条件，而是明确动力、阻力、动力臂、阻力臂分别是什么。

学习目标

• 会识别杠杆的五要素。
• 会使用杠杆平衡条件。
• 会区分定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点。
• 会理解使用机械时“省力不省功”的基本思想。

核心概念

1. 杠杆五要素

• 支点；
• 动力；
• 阻力；
• 动力臂；
• 阻力臂。

2. 杠杆平衡条件

意思是：动力乘动力臂，等于阻力乘阻力臂。

3. 三类常见杠杆

4. 滑轮

典型例题

例 1：杠杆平衡

若动力臂是阻力臂的 2 倍，杠杆平衡时动力与阻力关系怎样？

由

得：

• 动力臂更长；
• 所以动力更小；
• 属于省力杠杆。

例 2：定滑轮

用定滑轮提重物时，为什么感觉更方便？

因为它可以改变用力方向，虽然不省力，但更方便操作。

易错点

• 动力臂不是“支点到力作用点的距离”，而是支点到力作用线的距离。
• 看到滑轮就认为一定省力。
• 只记“省力”，不记“费距离”。
• 把省力和省功混在一起。

规则总结

• 杠杆平衡条件：$F_1 L_1 = F_2 L_2$。
• 定滑轮改方向，动滑轮能省力。
• 使用机械可以省力或省距离，但不能省功。

练习题

1. 基础题：杠杆的五要素有哪些？
2. 提高题：定滑轮和动滑轮的主要区别是什么？
3. 提高题：为什么说省力杠杆通常费距离？
4. 综合题：说出“使用机械不能省功”是什么意思。

参考答案

1. 支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
2. 定滑轮主要改变力的方向，不省力；动滑轮能省力，但通常不改变力方向。
3. 因为动力虽然减小了，但动力端通常要移动更长距离。
4. 意思是机械虽然能改变用力大小或方向，但总做功不会因此凭空减少。