初中物理 杠桿原理

杠桿又分稱費(fèi)力杠桿

、省力杠桿

和等臂杠桿

，杠桿原理也稱為“杠桿平衡

條件”。要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個(gè)力矩（力與力臂

的乘積）大小必須相等。即：動(dòng)力×動(dòng)力臂

=阻力×阻力臂，用代數(shù)式

表示為F1· L1=F2·L2。式中，F(xiàn)1表示動(dòng)力，L1表示動(dòng)力臂，F(xiàn)2表示阻力，L2表示阻力臂。從上式可看出，要使杠桿達(dá)到平衡，動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍，阻力就是動(dòng)力的幾倍。

公元前287年，阿基米德出生于地中海中部的西西里島。在阿基米德11歲的時(shí)候，菲迪阿斯將他送往埃及深造。阿基米德長到7歲的時(shí)候，父親為他請(qǐng)了最好的教師，教他數(shù)學(xué)、天文學(xué)、哲學(xué)和文學(xué)。群眾中流傳的伊索寓言、荷馬史詩，是阿基米德最愛聽的故事。這些故事給了他智慧。

阿基米德來到亞歷山大的時(shí)候，歐幾里得已經(jīng)去世，他的學(xué)生埃拉托色尼便成了阿基米德的老師。師生之間感情甚洽，他們一起討論數(shù)學(xué)、天文學(xué)、力學(xué)方面的問題，一起看戲劇，聽音樂。每當(dāng)風(fēng)和日麗之時(shí)，他們還一起去散步或游覽尼羅河。就在這種融洽的關(guān)系中，阿基米德的知識(shí)和智慧一天天豐富起來。

阿基米德從11歲去亞歷山大學(xué)習(xí)和工作，直到47歲才回到敘拉古，時(shí)間是公元前240年。在這時(shí)正是他的創(chuàng)造力最旺盛的時(shí)期，他被委任為亥厄洛國王的顧問，繼續(xù)從事數(shù)學(xué)和力學(xué)方面的研究。

在阿基米德記有他靜力學(xué)研究成果的《論平面的平衡》一書中，他從一系列公理出發(fā)，推證出物體A、B的最重mA、mB，與它們分別到支點(diǎn)O的距離OA和OB有如下關(guān)系：

mA/mB=OB/OA

這就是著名的杠桿原理。阿基米德非常欣賞自己的這一發(fā)現(xiàn)。據(jù)說，他曾以這樣的豪語評(píng)價(jià)杠桿的作用：“給我一個(gè)穩(wěn)固的支點(diǎn)，我就能把地球挪動(dòng)!”

阿基米德在流體靜力學(xué)研究上取得的一個(gè)最偉大的成就是發(fā)現(xiàn)了浮力定律。

他著成了《浮體論》這部流體力學(xué)的經(jīng)典著作。在這本書中，他提出：“任何浸在水中的物體，它在水中失去的重量等于它所排開的水的重量。”換句話說就是：“一個(gè)密度小于水的物體，用力使它下沉，就要克服一種向上的浮力。浮力的大小，等于它所排開的水的重量?！边@就是浮力定律，又稱阿基米德定律。這一定律，不僅僅對(duì)于水，對(duì)一切液體、氣體都適用。

阿基米德設(shè)計(jì)和制造成功了一種省力的提水機(jī)械：讓一個(gè)斜面繞在一根軸上，構(gòu)成一個(gè)類似現(xiàn)在的螺桿式的東西。螺桿置于一個(gè)兩端開口的圓筒內(nèi)，一端裝有可使螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的搖柄。這時(shí)，只要把圓筒的下端置于水中，再用力輕輕搖動(dòng)螺桿，水就會(huì)沿著螺紋的斜面爬升，直到從圓筒的上端流出來。從此，這種機(jī)械被稱之為“阿基米德螺旋提水器”。為了保衛(wèi)祖國，他把自己的晚年全部獻(xiàn)給了抵御敵軍的器械的研究，先后研制成功投石機(jī)、回轉(zhuǎn)起重機(jī)等武器，一次又一次地打敗了羅馬軍隊(duì)的進(jìn)攻。

由于阿基米德所發(fā)明的種種武器的威力，終使羅馬軍隊(duì)攻占敘拉古的意圖長期未能得逞。羅馬的海軍統(tǒng)帥馬塞拉斯在吃了多次敗仗以后，沮喪地說，阿基米德這個(gè)“幾何學(xué)妖怪”使我們出盡了洋相。

阿基米德用他的智慧照亮了蠻荒時(shí)代的天空，使文明的曙光照耀著歐洲大地。他像一個(gè)純真的孩童，沉醉在科學(xué)的翱翔中，渾然不受名利的影響，甚至連死亡的陰影也不能遮擋這種為科學(xué)而獻(xiàn)身的巨大喜悅和幸福。