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初中力學杠桿專題

發布時間:2021-05-21 14:03:54

『壹』 初中物理力學 杠桿

B段受到的拉力FB=mg=39.5N
A端受到的力FA=G銅-F浮
杠桿平衡條件FA*OA=FB*OB
FA=79N
FA=ρ銅gV-ρ水gV
v=0.001m³
m銅=ρ銅V=8.9kg

『貳』 初中物理杠桿知識點是什麼

杠桿受力有兩種情況:

1、杠桿上只有兩個力:

動力×支點到動力作用線的距離=阻力×支點到阻力作用線的距離

即動力×動力臂=阻力×阻力臂

即F1×L1=F2×L2

2、杠桿上有多個力:

所有使杠桿順時針轉動的力的大小與其對應力臂的乘積等於使杠桿逆時針轉動的力的大小與其對應力臂的乘積。這也叫作杠桿的順逆原則,同樣適用於只有兩個力的情況。

(2)初中力學杠桿專題擴展閱讀:

杠桿可分為省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿,沒有任何一種杠桿既省距離又省力

1、省力杠桿

L1>L2,F1<F2,省力、費距離。

如拔釘子用的羊角錘、鍘刀,開瓶器,軋刀,動滑輪,手推車 剪鐵皮的剪刀及剪鋼筋用的剪刀等。

2、費力杠桿

L1<L2,F1>F2,費力、省距離。

如釣魚竿、鑷子,筷子,船槳裁縫用的剪刀 理發師用的剪刀等。

3、等臂杠桿

L1=L2,F1=F2,既不省力也不費力,又不多移動距離。

如天平、定滑輪等。

『叄』 初中物理杠桿題

這里我教你學習化學方法:
化學是一門研究物質的組成、結構、性質以及變化規律的基礎自然學科,掌握和應用化學科學,對於工農業生產、科技、能源、社會、環境及人類的生活都起著十分重要的作用.那麼,怎樣才能學好化學呢?
一. 理解雙基,掌握化學用語
所謂「雙基」即指化學基本概念和基本理論,是化學基礎知識的重要組成部分,也是學好化學的基礎.它們一般都是用簡明精煉的詞句表達出來,具有一定的科學性、嚴密性和邏輯性.學習時不要只局限於熟記,要善於抓住其中的關鍵「字」、「詞」,准確無誤地去理解.如催化劑概念的關鍵詞為「能改變」、「反應前後」「質量和化學性質」、「不變」;質量守恆定律重點理解「參加反應」、「質量總和」、「相等」,抓住「三個守恆」(元素、原子、質量).對雙基不僅要正確理解,更重要的是應用.所謂「化學用語」是指化學科學在交流、描述及表達物質變化過程中常用到的一些化學術語,如元素符號、化學式、化學方程式等,要能熟練掌握,靈活運用.
二. 立足結構,了解物質性質
化學研究的對象是物質,物質的組成和結構決定了物質的性質,而物質的性質又制約了物質的存在方式、製法和用途.因此在學習元素化合物性質時,應抓住其結構來了解物質性質.如學習氧氣時,須思考:氧氣是由許多氧分子組成的,而一個氧分子又是由二個氧原子構成的,氧原子最外層6個電子,易得電子,所以氧氣的化學性質較活潑,許多物質在常溫、點燃或加熱時均能與氧氣發生化學變化且放出大量的熱.在學習了許多物質後,要善於將相關物質構建成知識網路,使知識條理化,以便於牢固掌握.
三. 重視實驗,培養動手能力
化學是以實驗為基礎的自然學科.在研究元素化合物的有關化學性質,進行物質的分離與提純、鑒別與鑒定等定性定量分析時,一般都要以實驗為手段加以驗證或探究完成而得出結論,因此要學好化學必須重視實驗.從簡單的常用儀器的使用、基本操作的訓練到復雜實驗的設計都要認真操作、大膽試驗.在設計實驗時要做到科學合理,即裝置簡單、操作方便、程序合理、現象明顯.對老師在課堂上的演示實驗要細心觀察積極思考,掌握實驗的原理、步驟、現象和要領,課本中安排的學生實驗和家庭實驗是培養動手能力的最好機會,要積極參與認真去做.
四. 注重學法,提高學習效果
初三化學是啟蒙化學,基礎知識點多而雜,隨著知識的積累,有些學生會因學習方法不當而導致化學成績下滑甚至產生厭學情緒.因此學好化學必須注重學法,提高學習效果.常見的有效學法有:
(1)對偶知識對比記.如化合與分解、氧化與還原等.
(2)物質性質網路記.如對含碳元素的相關物質可構建碳鏈知識網路系統記憶.
(3)類似知識歸類記.如H2和CO的性質,H2和CO2的制備裝置等.
(4)化學用語分散記.如元素、原子、分子、化合價、化學式及化學方程式等按知識階梯分散到各章節記憶.
(5)交叉知識切點記.如物化知識切入點為密度、壓強、浮力、重力、杠桿原理、電學等;生化知識切入點為光合作用、呼吸作用、溫室效應、臭氧空洞、赤潮現象等.
五. 及時反饋,精練習題
學完每一章節要及時鞏固所學知識,檢查學習上的薄弱環節,適當選做一些經典習題,但必須克服盲目做題而陷入題海.在做題時不要只就題論題,要盡量拓展思維.如在做計算題時,注意精選一些與日常生活相聯系、與探究性學習相結合的好題.在解法上盡量一題多解、一題多變或尋求一解多題規律,培養分析問題、解決問題和創造性學習的能力.
六. 拓展知識,閱讀課外讀物
為了拓展知識視野、歸納知識內容、提高解題技巧和掌握解題方法,訂一份質量高、導向性准、實用性強的同步輔導材料很有必要.如《中學生理化報》設有學法指導、知識歸納、概念辨析、解題技巧、章節訓練、競賽輔導、趣味化學、生活化學及科技動態等欄目,是教與學的良師益友,值得一讀
物理:
一)三個基本.基本概念要清楚,基本規律要熟悉,基本方法要熟練.關於基本概念,舉一個例子.比如說速率.它有兩個意思:一是表示速度的大小;二是表示路程與時間的比值(如在勻速圓周運動中),而速度是位移與時間的比值(指在勻速直線運動中).關於基本規律,比如說平均速度的計算公式有兩個經常用到V=s/t,V=(vo+vt)/2.前者是定義式,適用於任何情況,後者是導出式,只適用於做勻變速直線運動的情況.再說一下基本方法,比如說研究中學問題是常採用的整體法和隔離法,就是一個典型的相輔形成的方法.最後再談一個問題,屬於三個基本之外的問題.就是我們在學習物理的過程中,總結出一些簡練易記實用的推論或論斷,對幫助解題和學好物理是非常有用的.如,"沿著電場線的方向電勢降低";"同一根繩上張力相等";"加速度為零時速度最大";"洛侖茲力不做功"等等.
(二)獨立做題.要獨立地(指不依賴他人),保質保量地做一些題.題目要有一定的數量,不能太少,更要有一定的質量,就是說要有一定的難度.任何人學習數理化不經過這一關是學不好的.獨立解題,可能有時慢一些,有時要走彎路,有時甚至解不出來,但這些都是正常的,是任何一個初學者走向成功的必由之路.
(三)物理過程.要對物理過程一清二楚,物理過程弄不清必然存在解題的隱患.題目不論難易都要盡量畫圖,有的畫草圖就可以了,有的要畫精確圖,要動用圓規,三角板,量角器等,以顯示幾何關系. 畫圖能夠變抽象思維為形象思維,更精確地掌握物理過程.有了圖就能作狀態分析和動態分析,狀態分析是固定的,死的,間斷的,而動態分析是活的,連續的.
(四)上課.上課要認真聽講,不走思或盡量少走思.不要自以為是,要虛心向老師學習.不要以為老師講得簡單而放棄聽講,如果真出現這種情況可以當成是復習,鞏固.盡量與老師保持一致,同步,不能自搞一套,否則就等於是完全自學了.入門以後,有了一定的基礎,則允許有自己一定的活動空間,也就是說允許有一些自己的東西,學得越多,自己的東西越多.
(五)筆記本.上課以聽講為主,還要有一個筆記本,有些東西要記下來.知識結構,好的解題方法,好的例題,聽不太懂的地方等等都要記下來.課後還要整理筆記,一方面是為了"消化好",另一方面還要對筆記作好補充.筆記本不只是記上課老師講的,還要作一些讀書摘記,自己在作業中發現的好題,好的解法也要記在筆記本上,就是同學們常說的"好題本".辛辛苦苦建立起來的筆記本要進行編號,以後要經學看,要能做到愛不釋手,終生保存.
(六)學習資料.學習資料要保存好,作好分類工作,還要作好記號.學習資料的分類包括練習題,試卷,實驗報告等等.作記號是指,比方說對練習題吧,一般題不作記號,好題,有價值的題,易錯的題,分別作不同的記號,以備今後閱讀,作記號可以節省不少時間.
(七)時間.時間是寶貴的,沒有了時間就什麼也來不及做了,所以要注意充分利用時間,而利用時間是一門非常高超的藝術.比方說,可以利用"回憶"的學習方法以節省時間,睡覺前,等車時,走在路上等這些時間,我們可以把當天講的課一節一節地回憶,這樣重復地再學一次,能達到強化的目的.物理題有的比較難,有的題可能是在散步時想到它的解法的.學習物理的人腦子里會經常有幾道做不出來的題貯存著,念念不忘,不知何時會有所突破,找到問題的答案.
(八)向別人學習.要虛心向別人學習,向同學們學習,向周圍的人學習,看人家是怎樣學習的,經常與他們進行"學術上"的交流,互教互學,共同提高,千萬不能自以為是.也不能保守,有了好方法要告訴別人,這樣別人有了好方法也會告訴你.在學習方面要有幾個好朋友.
(九)知識結構.要重視知識結構,要系統地掌握好知識結構,這樣才能把零散的知識系統起來.大到整個物理的知識結構,小到力學的知識結構,甚至具體到章,如靜力學的知識結構等等.
(十)數學.物理的計算要依靠數學,對學物理來說數學太重要了.沒有數學這個計算工具物理學是步難行的.大學里物理系的數學課與物理課是並重的.要學好數學,利用好數學這個強有力的工具.
(十一)體育活動.健康的身體是學習好的保證,旺盛的精力是學習高效率的保證.要經常參加體育活動,要會一種,二種鍛煉身體的方法,要終生參加體育活動,不能間斷,僅由興趣出發三天打魚兩天曬網地搞體育活動,對身體不會有太大好處.要自覺地有意識地去鍛煉身體.要保證充足的睡眠,不能以減少睡覺的時間去增加學習的時間,這種辦法不可取.不能以透支健康為代價去換取一點好成績,不能動不動就講所謂"沖刺","拼搏",學習也要講究規律性,也就是說總是努力,不搞突擊.

『肆』 一道初中的物理杠桿題目

你在我這個回答的後面點「追問」,出來的框中,點「圖片」,再來出來的對話框中找到你的圖,雙擊你的圖,就可發上了

『伍』 有關物理杠桿的專題報告

http://www.white-collar.net/02-lib/01-zg/03-guoxue/%C6%E4%CB%FB%C0%FA%CA%B7%CA%E9%BC%AE/%D7%A8%CC%E2%C0%E0/%CE%C4%BB%AF/%D6%D0%B9%FA%B9%C5%B4%FA%BF%C6%BC%BC%B3%C9%BE%CD/Resource/Book/E/JXCKS/TS011100/0017_ts011100.htm
三物理學

中國古代的力學知識

自然科學史研究所 戴念祖

力學是研究力和機械運動的科學。一個物體在時間、空間中的位置發生變動,就叫機械運動。自然界中一切物體都在作機械運動,即使表面看來靜止的桌椅、不動的教室,也時刻在隨地球一起轉動。力是物質間的一種相互作用,機械運動狀態的變化就是這種相互作用引起的。靜止的或運動的狀態不變化,都意味著其中各種力的相互平衡。力學知識起源於對自然現象的觀察和生產勞動。在中國古代有豐富的力學知識。

簡單機械

杠桿、滑輪和斜面,物理學上稱作簡單機械。

杠桿的使用或許可以追溯到原始人時期。當原始人拾起一根棍棒和野獸搏鬥,或用它撬動一塊巨石,他們實際上就是在使用杠桿。石器時代人們所用的石刃、石斧,都用天然繩索把它們和木柄捆束在一起;或者在石器上鑿孔,裝上木柄(如圖左)。這表明他們在實踐中懂得了杠桿的經驗法則:延長力臂可以增大力量。

杠桿在中國的典型發展是秤的發明和它的廣泛應用。在一根杠桿上安裝吊繩作為支點,一端掛上重物,另一端掛上砝碼或秤錘,就可以稱量物體的重量。古代人稱它「權衡」或「衡器」。「權」就是砝碼或秤錘,「衡」是指秤桿。迄今為止,考古發掘的最早的秤是在長沙附近左家公山上戰國時期楚墓中的天平。它是公元前四到三世紀的製品,是個等臂秤。不等臂秤可能早在春秋時期就已經使用了。古代中國人還發明了有兩個支點的秤,俗稱銖秤。使用這種秤,變動支點而不需要換秤桿就可以稱量比較重的物體。這是中國人在衡器上的重大發明之一,也表明中國人在實踐中完全掌握了阿基米德杠桿原理。

《墨經》一書最早記述了秤的杠桿原理。《墨經》是戰國時期以魯國人墨翟(約前468-前376)為首的墨家著作。墨翟和他的弟子們以刻苦耐勞、參加生產、勇敢善戰著稱。因此,他們的著作中留下了許多自然科學知識。

《墨經》把秤的支點到重物一端的距離稱作「本」(今天通常稱「重臂」),把支點到權一端的距離稱作「標」(今天稱「力臂」)。《墨經·經下》中說:第一,當重物和權相等而衡器平衡時,如果加重物在衡器的一端,重物端必定下垂;第二,如果因為加上重物而衡器平衡,那是本短標長的緣故;第三,如果在本短標長的衡器兩端加上重量相等的物體,那麼標端必下垂。(「衡,加重於其一旁,必垂。權、重相若也相衡,則本短標長;兩加焉,重相若,則標必下。」)墨家在這里把杠桿平衡的各種情形都討論了。他們既考慮了「本」和「標」相等的平衡,也考慮了「本」和「標」不相等的平衡;既注意到杠桿兩端的力,也注意到力和作用點之間的距離大小。雖然他們沒有給我們留下定量的數字關系,但這些文字記述肯定是墨家親身實驗的結果,它比阿基米德發現杠桿原理要早約二百年。

桔槔也是杠桿的一種。它是古代的取水工具。作為取水工具,一般用它改變力的方向。為其他目的使用時,也可以改變力的大小,只要把桔槔的長臂端當作人施加力的一端就行。春秋戰國時期,桔槔已成為農田灌溉的普通工具。

滑輪,古代人稱它「滑車」。應用一個定滑輪,可改變力的方向;應用一組適當配合的滑輪,可以省力。至少從戰國時期開始,滑輪在作戰器械、井中提水等生產勞動中被廣泛應用。傳說公元前四世紀,巧匠公輸般為季康子葬母下棺,創制了轉動機關(見《禮記正義》卷十),可能就是指的滑輪。漢代畫像磚和陶井模型都有滑輪裝置。

滑輪的另一種形式是轆轤。把一根短圓木固定於井旁木架上,圓木上纏繞繩索,索的一端固定在圓木上,另一端懸吊水桶,轉動圓木就可提水。只要繩子纏繞得當,繩索兩端都可懸吊木桶,一桶提水上升,另一桶往下降落,這就可以使轆轤總是在作功。轆轤大概起源於商末周初(公元前十一世紀)。據宋代曾公亮(998-1078)著《武經總要前集》卷十一《水攻·濟水府》,周武王時有人以轆轤架索橋穿越溝塹的記載。唐代劉禹錫(772-842)描寫了他親自所見的一種叫「機汲」的提水機械,它是把轆轤和架空索道聯合並用,以便把山下流水一桶桶地提上山頂,既澆田地又省力(《劉夢得文集》卷二十七《機汲記》)。

最早討論滑輪力學的還是《墨經》。《墨經·經下》把向上提舉重物的力稱作「挈」(qí),把自由往下降落稱作「收」,把整個滑輪機械稱作「繩制」。《墨經》中說:以「繩制」舉重,「挈」的力和「收」的力方向相反,但同時作用在一個共同點上。提挈重物要用力,「收」不費力,若用「繩制」提舉重物,人們就可省力而輕松。(「挈與收反。」「挈,有力也;引,無力也。不必所挈之止於施也,繩制之也。」)又說:在「繩制」一邊,繩比較長,物比較重,物體就越來越往下降;在另一邊,繩比較短,物比較輕,物體就越來越被提舉向上。(「挈,長重者下,短輕者上。」)又說:如果繩子垂直,繩兩端的重物相等,「繩制」就平衡不動。(「繩下直,權重相若則正矣。」)如果這時「繩制」不平衡,那麼所提舉的物體一定是在斜面上,而不是自由懸吊在空中。我們對於墨家的豐富的力學知識就不能不贊佩!

尖劈能以小力發大力。早在原始社會時期,人們所打磨的各種石器,如石斧、石刀、骨針、鏃等等,都不自覺地利用了尖劈的原理。墨家在討論滑輪的功用說到它省力時,就把它比喻作「錐刺」。漢代王充說:「針錐所穿,無不暢達;使針錐末方,穿物無一分之深矣。」(《論衡·狀留篇》)墨家和王充等人清楚地知道尖劈原理的經驗法則。

在日常生活中常應用的尖劈之一是楔子,木楔或金屬楔。人們常用它加固各種器具。唐代李肇講過這樣的故事:

在蘇州建造重元寺時,工匠疏忽,一柱未墊而使寺閣略有傾斜。若是請木工再把寺閣扶正,費工費事又費錢。寺主為此十分煩惱。一天,一外地僧人對寺主說:不需費大勞力,請一木匠為我作幾十個木楔,可以使寺閣正直。寺主聽他的話,一面請木工砍木楔,一面擺酒盛宴外地僧人。飯畢,僧人懷揣楔子,手持斧頭,攀梯上閣頂。只見他東一楔西一楔,幾根柱子楔完之後,就告別而去。十幾天後,寺閣果然正直了。(李肇:《唐國史補》卷中)

小小幾個尖劈,作用卻這樣巨大!

斜面的力學原理和尖劈相同。人們在推車行平地和上坡時發現用力不同。成書於春秋戰國之際的《考工記·輈(zhōu)人》中說:「登阤者,倍任者也。」這就是說,推車上坡,要加倍費力氣。用雙手舉重物到一定高度和用斜面把同樣的重物升到同一高度,自然後者容易得多。《荀子·宥坐》中說:「三尺之岸而虛車不能登也,百仞之山任負車登焉。何則?陵遲故也。」人們不能把空車舉上三尺高的垂直堤岸,卻能把滿載的車推上百仞高山。這是為什麼?因為高山的路面坡度斜緩(「陵遲」)。這正是斜面物理功用的最好總結。

重心和平衡

要使物體平穩地置於桌面上,就要考慮它的重心和平衡的問題。從物理學觀點看,通過物體的重心和桌面垂直的線(或面)要維持在這一物體的支持面里;否則,這一物體就很容易倒下。在日常生活中涉及重心和平衡的例子隨手可拾。商代的酒器斝(jiǎ)有三足,它的重心總是落在三足點形成的等邊三角形里。西漢中山靖王劉勝墓出土的朱雀銅燈,體現了工匠關於重心的巧妙構思。東漢銅奔馬,三足騰空,一足落地。但是它的重心剛好落在支撐足上,因此,即使支撐面很小,看來好像容易傾倒,其實是穩定平衡的。在雜技表演中走繩的演員手握長杠或持雨具;單臂撐的演員,他的兩腿總要彎過自己的頭頂。這些道具或造形,不僅在於美和險的結合,讓人驚心動魄,更重要的是演員必需採取的安全措施:保持自己的重心和平衡。

大概在西周時期,聰明的工匠製造了一件盛水的「欹器」。「欹」(qī)的意思是傾斜。它可以隨盛水的多少而發生傾斜變化。不裝水時,它成傾斜狀態;裝上一半水時,就中正直立;裝滿水時,它就自動翻倒,把所盛水倒出。《荀子·宥坐》把它描寫作「虛則欹,中則正,滿則覆。」所以會出現這種現象,是由於欹器的重心隨盛水的多少而發生變化的緣故。有一天,孔子(前551-前479)在魯廟中見到這種欹器,立即讓他的弟子們注水實驗。然後,他感慨地說:「吁!惡有滿而不覆者哉!」意思是告誡弟子,要謙虛,切戒自滿。漢代以後,不斷地有人製造各種欹器,充分體現中國人掌握了有關的力學知識。

隋唐時期,或許由於飲酒之風盛行,人們製作了一種勸人喝酒的玩具,經匠心雕刻的木頭人,稱作「酒鬍子」。把它置於瓷盤中,「臲(niè)卼(wù)不定」、「俯仰旋轉」、「緩急由人」。(見王定保著:《唐摭言》卷十二《海敍不遇》)也有用紙製作的,「糊紙作醉漢狀,虛其中而實其底,雖按捺而旋轉不倒也。」(見趙翼(1727-1814)著:《陔余叢考》卷三十三)現在把這些玩具叫不倒翁。另一種勸酒器,雖叫不倒翁,但轉動搖擺後最終會倒下。宋代張邦基說:「木刻為人,而銳其下,置之盤中,左右欹側,僛(qī)僛然如舞之狀,久之力盡乃倒。」(張邦基:《墨庄漫錄》卷八)這種玩具指向某人或倒向某人,某人當飲酒。

從這些歷史文獻記載中可以看出,前一種不倒翁的重心略低於木頭人下半圓的中心,後一種略高於下半圓的中心,由於它們重心位置不同,造成它們左右搖擺後的不同後果。而古代人把它們製成半圓形下身,並且「虛其中而實其底」,正說明他們有意識地利用重心位置和平衡的關系。

西漢初年(公元前二世紀)成書的《淮南子·說山訓》曾就本末倒置而造成不平衡的現象總結說:「下輕上重,其覆必易。」

東漢王充對平衡問題作了極好的論述:「圓物投之於地,東西南北無之不可,策杖叩動,才微輒停。方物集地,一投而止,及其移徙,須人動舉。」(《論衡·狀留篇》)「策杖」是趕馬用的木棍。圓球投落地面,東西南北隨遇滾動,只有用棍子制止它,它才會靜止一會兒。方形物體投落地面,立即就靜止在那兒。如果要它移動,就需要施加外力。這些現象正是力學中隨遇平衡和穩定平衡的典型例子。



力是物理學中很重要、很基本的概念,它的形成在物理學史上經過了漫長的時間,直到十七、十八世紀,物理學家才對它作出准確的定義。

在甲骨文中,「力」字像一把尖狀起土農具耒。用耒翻土,需要體力。這大概是當初造字的本意。

《墨經·經上》最早對力作出有物理意義的定義:「力,刑之所以奮也。」「刑」通「形」,表示一切有生命的物體。「奮」的原意是鳥張開翅膀從田野里飛起,墨家用它描述物質的運動或精神的狀態改變,如同今日常用詞「奮飛」、「奮發」「振奮」等含義一樣。由此可見,墨家定義力是指有形體的狀態改變;如果保守某種狀態就談不上奮,也就無需用力了。《墨經》還舉了一個例子,從地面上舉起重物,就要發「奮」,需要用力。(力,重之謂。下,與,重奮也。」「與」是「舉」的省文。)墨家定義力,雖然沒有明確把它和加速度聯系在一起,但是他們從狀態改變中尋找力的原因,實際上包含了加速度概念,它的意義是極其深刻的。

在浩瀚的中國歷史典籍中記述了各種各樣的力,其中人們對慣性力和重力的認識是值得稱道的。

戰國初期成書的《考工記·輈人》最早記述了慣性現象。它描述趕馬車的經驗,說道:「勸登馬力,馬力既竭,輈猶能一取焉。」「勸登馬力」就是趕馬車,勸馬用力。輈指小車。這句話的意思是,在駕駛馬車過程中,即使馬不再用力拉車了,車還能繼續往前一小段路。

對重力現象最早作出描寫的是《墨經·經下》。它指出,凡是重物,上不提挈,下無支撐,旁無力牽引,就必定垂直下落。(「凡重,上弗挈,下弗收,旁弗劫,則下直。」)這就是說,當物體不受到任何人為作用時,它作垂直下落運動。這正是重力對物體作用的結果。

在力學中有一條法則:一個系統的內力沒有作用效果。饒有趣味的是,中國人發現和這有關的現象驚人地早。《韓非子·觀行篇》中最早提出了力不能自舉的思想:「有烏獲之勁,而不得人助,不能自舉。」烏獲,據說是秦武王寵愛的大力士,能舉千鈞之重。但他卻不能把自己舉離地面。

東漢王充也說:「古之多力者,身能負荷千鈞,手能決角伸鉤,使之自舉,不能離地。」(《論衡·效力篇》)似乎很可悲,一個身能負千鈞重載、手能折斷牛角、拉直鐵鉤的大力士,卻不能把自己舉離地面。然而,這正是真理所在。再大力氣的人,也不能違背上述那條力學法則。因為當自身成為一個系統時,他對自己的作用力屬於內力。系統本身的內力對本系統的作用效果等於零。否則,今天就不會有這樣的口頭禪來嘲諷一個人的能耐是有限的:「你有本事,你也不能揪著自己的頭發使自己離地三寸。」

刻舟求劍

船、河岸和水三者之間誰在運動?天和地、月和雲誰在運動?這是古代人最關心的運動學問題。這里既涉及參考坐標的重要性,也和相對運動問題有關。

船、河岸和水三者誰在運動的問題,曾經幾乎同時困擾了古代東西方的哲人。古希臘亞里士多德(前384-前322)曾經提出,停泊在河中的船實際上處於運動之中,因為不斷有新水流和這船接觸。「不能同時踏進同一條河」的命題就是由此而來的。古代中國人以自己的思考方式回答這些問題。

晉代天文學家束皙(xī)解釋「仰游雲以觀月,月常動而雲不移」的現象說:「乘船以涉水,水去而船不徙矣。」(見《隋書·天文志上》)這個立論方式恰和亞里士多德相反。束皙認為,運動著的船實際上是不運動的,如果過江時一直保持船和河岸垂直指向對岸,船和河床的相對位置就不改變。把參考坐標取在過江線或河床上這時就得出「水去而船不徙」的結論。另一種看法是,讓船和水同速漂流,把參考坐標取在整個水流上,船對於水也不發生位置移動。

從物理學看,決定空間位置或物體運動與否必需有一個參考系。否則,就會「東家謂之西家,西家謂之東家,雖皋陶(yáo)為之理,不能定其處。」(《淮南子·齊俗訓》)連古聖皋陶都不能斷定是非。不清楚參考坐標的人,就像「刻舟求劍」一樣胡塗。

刻舟求劍的故事出於戰國末期呂不韋(?-前235)主持編纂的《呂氏春秋》。它所包含的物理意義是極其深刻的。這個故事說:有一個楚國人乘船過江,他身上的佩劍不小心掉落江中。他立即在船艙板上作記號,對他的船友說:「這是我的劍掉落的地方。」到了河岸,船停了,他就在畫記號的地方下水找劍。「舟已行矣,而劍不行。求劍若此,不亦惑乎?」(《呂氏春秋·慎大覽·察今篇》)這樣找自己的劍,不是犯胡塗嗎?從故事編纂者的口氣看,他是知道怎樣找到掉落江中的劍的。從物理角度看,找到這把劍有幾種辦法:第一,記下掉落位置離岸上某標志的方向和距離。這就是說,以河岸作為參考坐標。第二,在船不改變方向和速度的情況下,記下劍掉落時刻、船速和航行時間,據此求出靠岸的船和劍掉落地點的距離。這就是說,以船作為參考坐標。

參考坐標選取適當與否,對解決運動學和動力學中的問題是很重要的。在相對運動中,選取不同的坐標就有不同的運動結論。

前面提到過的束皙曾說:「仰游雲以觀月,月常動而雲不移。」(《隋書·天文志上》)晉代葛洪(283-363)說:「見游雲西行,而謂月之東馳。」(《抱朴子內篇·塞難》)南朝梁元帝蕭繹(508-554)的詩《早發龍巢》提到在行船艙板上人們的感覺說:「不疑行舫動,唯看遠樹來。」(見丁福保編:《全漢三國晉南北朝詩》下冊《全梁詩》卷下,中華書局1959年版,第957頁)敦煌曲子詞中有句:「看山恰似走來迎」(見王重民輯《敦煌曲子詞集》(修訂本),商務印書館1956年版,第31頁)。由於參考坐標的關系,原來不動的物體都成為運動的了。這是並不奇怪的。令人驚奇的是,這些極其典型的相對運動的事例,很早就成為中國文人筆下的力作佳句。

然而,古代人在判斷「天」和「地」的相對運動時,並不像上述事例那麼簡單明了。在古代人看來,「天左旋,地右動。」(《春秋緯·元命苞》)也就是說,以天上星體的東升西落(左旋)來證明地的右旋運動。漢代王充在《論衡·說日篇》中提出了另一種看法:日月星體實際上是附著在天上作右旋運動的,只是因為天的左旋運動比起日月星體的右旋運動來要快,這才把日月星體當成左旋。這種情形就像螞蟻行走在轉動著的磨上,人們見不到螞蟻右行,而只看見磨左轉,因此以為螞蟻也是左行的。(「當日月出時,當進而東旋,何還始西轉?系於天,隨天四時轉行也。其喻若蟻行於磑上,日月行遲天行疾,天轉日月轉,故日月實東行,而反西旋也。」)《晉書·天文志》中也說:「天旁轉如推磨而左行,日月右行,隨地左轉,故日月實東行,而天牽之也西沒,譬如於蟻行磨石之上,磨左旋而蟻右去,磨疾而蟻遲,故不得不隨磨以左回焉。」我們暫且不管「天」是什麼,是否在運動,僅從物理學看,王充等人的思想是高明的,他們不僅看到了相對運動,而且還企圖以相對速度的概念來確定運動的「真實」情況。

在歷史上,許多人參加了這場左右旋的爭論。到了宋代,由於理學大師朱熹的名氣,他所堅持的「左旋說」又佔了上風。這場爭論,長達二千多年。直到明代,偉大的科學家朱載堉作出物理判決之後,還爭論未了。朱載堉說:「左右二說,孰是耶?曰,此千載不決之疑也。人在舟中,蟻行磨上,緩速二船,良駑二馬之喻,各主一理,似則皆似矣。苟非凌空御氣,飛到日月之旁,親睹其實,孰能辨其左右哉?」(《律歷融通》卷四《黃鍾歷議·五緯》,載《樂律全書》)天和地、人和舟、蟻和磨、快慢二船、良駑二馬,如果沒有第三者作參考坐標,就很難辨明它們各自的運動狀態。從物理學看,兩個彼此作相對運動的物體A和B,既可以看作A動B不動,也可以看作B動A不動。這兩種看法都有效。若要爭論它們的運動方向或誰動誰靜,那真是「千載不決之疑」。朱載堉的回答完全符合運動相對性的物理意義。然而,朱載堉不明白,即使飛到日月旁,也不能「辨其左右」,而只能回答「似則皆似矣」。

以相對運動的觀點來解釋天地的運動,在古代的東西方都是一致的。但像朱載堉那樣對相對運動作出物理判決的人,在西方只有比朱載堉稍後的伽利略算是最早的。

要解決地靜還是地動的問題,關鍵是要提出令人信服的證據證明地動的不可覺察性。這樣,才能牢固地確立地動的觀念。完成這任務,在近代物理學史上是伽利略的功勞。然而,古代中國人卻從經驗事實中總結出這一偉大的發現。

早在漢代成書的《尚書緯·考靈曜》中說道:「地恆動不止,而人不知。譬如人在大舟中,閉牖(yǒu)而坐,舟行而人不覺也。」關閉的船艙,在物理學著作中被看成是最普通、最易被理解的近似的慣性系統。在一個封閉的慣性系統里,無論什麼樣的力學實驗都不能判斷這一系統是處在靜止狀態還是在作勻速直線運動。這個原理又稱「伽利略相對性原理」。可是,在伽利略之前大約一千五百年,中國人就提出了這個原理的最古老的說法。這是中國科學史上最偉大的理論成就之一。

浮 力

沉浸在液體中的物體都受到液體的浮舉作用。在中國關於浮力原理的最早記述見於《墨經·經下》,大意說:形體大的物體,在水中沉下的部分很淺,這是平衡的緣故。這一物體浸入水中的部分,即使浸入很淺,也是和這一物體平衡的。這種情況就像市上的商品交易,一件甲種商品可以換取五件乙種商品一樣。(「荊(形)之大,其沈(沉)淺也,說在具(衡)。」「沈(沉)、荊(形)之具(衡)也,則沈(沉)淺,非荊(形)淺也。若易五之一。」)

《墨經》的這段文字,對浮力原理表達不確切。它沒有看到浮體沉浸水中的部分正是這一物體所排開的液體,所排開的液體重量恰好等於浮力;是浮力和浮體平衡,而不是沉浸水中的部分和整個浮體平衡。但是,縱觀整段文字,表明墨家已懂得這種關系。他們是阿基米德之前約二百年表達這一原理的。

浮力原理在我國古代得到廣泛應用,史書上也留下了許多生動的故事。

三國時期有個早卒的神童叫曹沖(196-208),他是曹操的兒子。他曾經提出「以舟稱象」。沒有現代的衡器而要稱量幾噸重的大象是令人為難的。曹沖說:把大象趕到船上,記下船在河中下沉的位置。然後,把大象拉上岸,把石頭陸續裝入船中,直到裝載石頭的船下沉到剛才那個記號為止。再分別稱出船中石頭的重量,石頭的總重就是大象的重。(《三國志》卷二十《魏書·鄧哀王沖傳》)

曹沖稱象的方法,正是浮力原理的具體運用。在中國歷史上,據記載,有比曹沖更早的類似故事。東周燕昭王(?-前279)有一大豬,他命司衡官用桿秤稱它的重量。結果,折斷十把桿秤,豬的重量還沒有稱出來。他又命水官用浮舟量,才知道豬的重量。(見《玉函山房輯佚書》卷七十一《苻子》)

除了用舟稱物之外,用舟起重也是中國人的發明。據史籍記載,蒲津大橋是一座浮橋。它用舟做橋墩,舟和舟之間架板成橋。唐玄宗開元十二年(公元724年)在修理這橋時,為加固舟墩,在兩岸維系巨纜,特增設鐵牛八隻作為岸上纜柱。每頭鐵牛重幾萬斤。三百多年後,到宋仁宗慶歷年間(公元1041年到1048年),因河水暴漲,橋被毀壞,幾萬斤的鐵牛也被沖入河中。這橋毀後二十多年,真定縣僧人懷丙提出打撈鐵牛、重修蒲津橋的主張。他打撈鐵牛的方法是:在水淺時節,把兩只大船裝滿土石,兩船間架橫梁巨木,巨木中系鐵鏈鐵鉤,用這鐵鉤鏈捆束鐵牛。待水漲時節,立即把舟中土石卸入河中。本來就水漲船高,卸去土石後船漲得更高,於是鐵牛被拉出水面。(見《宋史·僧懷丙傳》)另一記載和這方法稍有不同:在一隻船上架桔槔,桔槔短臂端用鐵鏈系牛,長臂端系在另一巨船上。待水漲時,在另一船上裝滿土石。這樣,鐵牛被桔槔從河底拉起並稍露水面。(見吳曾著《能改齋漫錄》卷三《河中府浮橋》)

可能懷丙打撈鐵牛用了這兩種方法。懷丙是中世紀偉大的工程力學家。他創造的浮力起重法,曾在十六世紀由義大利數學家卡爾達諾(1501-1576)用來打撈沉船。懷丙打撈鐵牛(兩種方法)。

液體的表面張力現象

表面張力是發生在液體面上的各部分互相作用的力,它是液體所具有的性質之一。表面薄膜、肥皂泡、球形液滴等都是由於表面張力而形成的。

宋代張世南在《遊宦紀聞》卷二中曾記載了一種檢驗桐油好壞的方法。他說:「驗真桐油之法,以細篾一頭作圈狀,入油蘸。若真者,則如鼓面挽(mán)圈子上。滲有假,則不著圈上矣。」這種用竹蔑圈試桐油好壞的方法,雖然見於宋代的書籍,在這以前人們一定早已在應用了。

我們現在知道,液體能不能附著在這樣的竹蔑圈上,和它的表面張力大小有關。而表面張力也和液體里含的雜質有關。液體含雜質,會使液體表面張力大大減小。因此,如果桐油里含的雜質比較多,它的表面張力比較小,就不能在竹篾圈上形成一層鼓面狀薄膜。我國古代測試桐油好壞的方法,表明人們在實踐中掌握了關於表面張力的科學道理。今天學校里給學生演示表面張力現象的常用儀器,也就是一個圓圈,只是一般不用竹篾而用鐵絲做成的罷了。

據載,明熹宗朱由校(1605—1627)玩過肥皂泡。當時人稱它「水圈戲」。方以智(1611—1671)說:「濃鹼水入秋香末,蘸小篾圈揮之,大小成球飛去。劉若愚言,熹宗能戲,以水拋空中成圈。」(《物理小識》卷十二《水圈戲》)

水的表面張力雖然不算大,但是如果把像綉花針那樣的比較輕的物體小心地投放水面(特別是布滿氣泡的水面),針也能由於水的表面張力而不下沉。我國古代的婦女們就利用這種現象於每年七月七日(農歷)進行「丟針」的娛樂活動。明代劉侗(約1594—約1637)、於奕正合寫的《帝京景物略》一書卷二《春場》中在記述「丟針」時寫到,由於「水膜生面,綉針投之則浮。」這些話表明當時的人們已經提出了表面張力的物理效應的問題。

虹吸管和大氣壓力

虹吸管,在古代叫「注子」、「偏提」、「渴烏」或「過山龍」。東漢末年出現了灌溉用的渴烏。北魏道士李蘭做稱漏,也用了渴烏。西南地區的少數民族用一根去節彎曲的長竹管飲酒,也是應用了虹吸的物理現象。宋代曾公亮在《武經總要前集》卷六《尋水泉法》中,有用竹筒製作虹吸管把被峻山阻隔的泉水引下山的記載。

在生產和生活的實踐中,我國古代還應用了唧筒。唧筒作為戰爭中一種守城必備的滅火器,在軍事書中經常講到。宋代蘇軾(1037—1101)的《東坡志林》卷四中,曾經記載四川鹽井中用唧筒來把鹽水吸到地面,它說,以竹為筒,「無底而竅其上,懸熟皮數寸,出入水中,氣自呼吸而啟閉之,一筒致水數斗。」明代俞貞木的《種樹書》中也講到用唧筒激水來澆灌樹苗的方法。

我們知道,虹吸管一類的虹吸現象是由於大氣壓力的作用而產生的。唧筒也是這樣。正是由於廣泛使用了虹吸管和卿筒一類器具,有關它們吸水的道理也就引起了古代人的探討。

南北朝時期成書的《關尹子·九葯篇》中說:「瓶存二竅,以水實之,倒瀉;閉一則水不下,蓋(氣)不升則不降。」這里講的有兩個小孔的瓶子能倒出水,閉住一個小孔就倒不出水,這個現象

『陸』 初中物理簡單杠桿題目(要解析)

重力的作用點在重心即A點
(阻力)
手向上支撐的力F看作動力,其作用點在手掌處設為B點
(動力)
支點只能是在腳尖處,設為O點
由杠桿原理:
G
x
OA
=
F
x
OB
F=
G
x
OA
÷OB
=
600x1.5÷0.9
=1000N

『柒』 關於初中物理杠桿所有的知識點

杠桿
1、
定義:在力的作用下繞著固定點轉動的硬棒叫杠桿。
說明:①杠桿可直可曲,形狀任意。
②有些情況下,可將杠桿實際轉一下,來幫助確定支點。如:魚桿、鐵鍬。
2、
五要素——組成杠桿示意圖。
①支點:杠桿繞著轉動的點。用字母O
表示。
②動力:使杠桿轉動的力。用字母
F1
表示。
③阻力:阻礙杠桿轉動的力。用字母
F2
表示。
④動力臂:從支點到動力作用線的距離。用字母l1表示。
⑤阻力臂:從支點到阻力作用線的距離。用字母l2表示。
3、
研究杠桿的平衡條件:
杠桿的平衡條件(或杠桿原理)是:
動力×動力臂=阻力×阻力臂。寫成公式F1l1=F2l2
也可寫成:F1
/
F2=l2
/
l1
4、應用:
名稱






應用舉例
省力
杠桿
動力臂
大於
阻力臂
省力、
費距離
撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘、鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀
費力
杠桿
動力臂
小於
阻力臂
費力、
省距離
縫紉機踏板、起重臂
人的前臂、理發剪刀、釣魚桿
等臂
杠桿
動力臂等於阻力臂
不省力
不費力
天平,定滑輪
五、滑輪
1、
定滑輪:
①定義:中間的軸固定不動的滑輪。
②實質:定滑輪的實質是:等臂杠桿
③特點:使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。
2、
動滑輪:
①定義:和重物一起移動的滑輪。
②實質:動滑輪的實質是:動力臂為阻力臂2倍
的省力杠桿。
③特點:使用動滑輪能省一半的力,但不能改變動力的方向。
3、
滑輪組
①定義:定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。
②特點:使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向

『捌』 初中物理 杠桿!!難題

一、B
設支點為O,A端掛200N物體,B端掛300N物體。OA的力臂為L1 OB為L2
200*L1=300*L2 得:L1/L2=3/2
同時「-50N」: A端:150*L1 B端:250*L2=250*(2/3)*L1>150*L1
二、
開始時:G1*OA=G2*OB 因為OA<OB 所以G1>G2
同時移動:左邊:G1*(OA-X)=G1*OA-G1*X
右邊:G2*(OB-X)=G2*OB-G2*X
由上可知: G1*X>G2*X 左邊<右邊
所以,選B

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