『壹』 关于自行车的研究报告（500字左右） 急急急急急急急急急急急急急急急急!
一、问题的提出:自行车发明至今已有200多年的历史.今天,它作为交通代步、锻炼身体、越野旅游、运动比赛以及运送货物(小型)已遍及到世界的每一个角落.它廉价、轻便的特点受到许多人的青睐,进而人们对它的要求也就越来越高.首先,安全性排首位.据相关调查表明,每年因自行车而引起的车祸正以惊人速度增长,所以要如何提高它的安全性是个问题;其次,自行车要如何更加轻便、高效、快速、造价更低廉,这些便成了人们关心自行车的话题.我们课题组主要通过各种方式的调查和研究,了解市场上的自行车,使人们对它有个了解.通过研究自行车中的力学、查阅资料、进行实验,目的就在于探索自行车的构造,以及工作原理,从而对自行车能否改变得更合乎人们的要求这话题找到理论依据.
二、研究目标弄清自行车的构造;探索自行车的杠杆轮轴、摩擦力、气压知识;研究自行车在行驶中为何不会跌倒;分析如何减小有害摩擦力和如何增大有益摩擦.
三、研究的方法
1、研究对象:市场上的自行车
2、研究方向a、杠杆轮轴:包括车把上的闸把、脚蹬、花盘、手把、前叉轴、后轮上的齿轮;b、气压:包括内胎、气门芯;c、摩擦力:包括车轮与地面的、刹车块与车轮之间的、轮轴中的;d、自行车在行驶中为何不会跌倒.
3、研究步骤:a、分析研究课题b、实地考查、收集资料c、进行实验d、组员讨论、得出结论、提出设想四、研究的结果与分析
〈一〉具体的自行车部件：
1、车架部件车架部件是构成自行车的基本结构体，也是自行车的骨架和主体，其他部件也都是直接或间接安装在车架上的。 车架部件的结构形式有很多，但总体可以分为两大类：即男式车架和女式车架。 车架一般采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成。为了减轻管重量，提高强度，较高档的自行车采用低合金钢管制造。为了减少快速行驶的阻力，有的自行车还采用流线型的钢管。 由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的，车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要结构体，车架部件制造精度的优劣，将直接影响乘骑的安全、平稳、和轻快。一般辐条是等径的，为了减轻重力，也有制成两端大、中间小的变径辐条，还有为了减少空气阻力将辐条制成扁流线型 。
2、外胎分软边胎和硬边胎两种。软边胎断面较宽，能全部裹住内胎，着地面积比较大，能适宜多种道路行驶。硬边胎自重轻，着地面积小适宜在平坦的道路上行驶，具有阻力小，行驶轻快等优点。 外胎上的花纹是为了增加与地面的摩擦力。山地自行车的外胎宽度特别宽，花纹较深也是适应越野山地用。
3、脚蹬、脚踏脚蹬部件：脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上，是一个将平动力转化为转动力的装置，自行车骑行时，脚踏力首先传递给脚蹬部件，，然后由脚蹬轴转动曲柄，中轴，链条飞轮，使后轮转动，从而使自行车前进。因此脚蹬部件的结构和规格是否合适，将直接影响骑车人的放脚位置是否合适，自行D：加速阻力：只是在加速时产生的。 脚踏：可分为整体式脚踏和组合式脚踏。无论什么款式的脚踏都必须有脚踏面，必须安全可靠，具有一定的防滑性能，可以选用橡胶、塑料或金属材料制造。脚踏必须转动灵活。
4、前叉部件前叉部件在自行车结构中处于前方部位，它的上端与车把部件相连，车架部件与前管配合，下端与前轴部件配合，组成自行车的导向系统。 转动车把和前叉，可以使前轮改变方向，起到了自行车的导向作用。此外，还可以起到控制自行车行驶的作用。 前叉部件的受力情况属悬臂梁性质，故前叉部件必须具有足够的强度等性质.
5、链条、链轮：链条：链条又称车链、滚子链，安装在连轮和飞轮上。其作用是将脚踏力由曲柄、链轮传递到飞轮和后轮上，带动自行车前进。 链轮：用高强度钢材制成，保证其达到需要的拉力。
6、飞轮飞轮以内螺纹旋拧固定在后轴的右端，与链轮保持同一平面，并通过链条与链轮相连接，构成自行车的驱动系统。从结构上可分为单级飞轮和多级飞轮两大类。 单级飞轮又称为单链轮片飞轮，主要由外套、平挡和芯子、千斤、千斤簧、垫圈、丝挡几钢球等零件组成。 工作原理：当向前踏动脚踏是，链条带动飞轮向前转动，这时飞轮内齿和千斤 相含，飞轮的转动力通过千斤传到芯子，芯子带动后轴和后轮转动，自行车就前进了。当停止踏动脚踏板时，链条和外套都不旋转，但后轮在惯性作用下仍然带动芯子和千斤向前转动，这时飞轮内齿产生相对滑动，由此将芯子压缩到芯子的槽口内，千斤又压缩了千斤簧。当千斤齿顶滑到飞轮内齿顶端时，千斤簧被压缩得最多，再稍微向前滑一点，千斤被千斤簧弹到齿根上，发出“嗒嗒”的声响。芯子转动加快，千斤也很快在各个飞轮内齿上滑动，发出“嗒嗒”的声音。当反向踏动脚踏时，外套反向转动，会加速千斤的滑动，使“嗒嗒”声响得更急促。多级飞轮是自行车变速装置中的一个重要部件。多级飞轮是在单级飞轮的基础上，增加几片飞轮片，与中轴上的链轮结合，组成各种不同的传递比，从而改变了自行车的速度。
7、车闸
车闸：是保证骑乘者安全的结构，按制动点的位置来分，可以分为轮缘闸和轴闸两大类，最常见的是轮缘闸。
轮缘闸是一种通过机械杠杆、推杆、拉杆或钢丝绳等直接将高摩擦因素的闸皮压向车圈边缘后轮胎，将转动中的车轮刹停的装置。 轮缘闸结构简单，维修保养方便，因此被广泛使用。但是，如果接触车圈轮缘不正，或雨水淋湿的影响，会降低摩擦，从而影响制动的效果。常见的有：
普通闸： 优点为接触面合理，制动力矩大，制动灵敏，刹车性能可靠，结构简单和安装修理方便。
钳形闸：当刹车时，其左右闸叉和闸皮就像钳子一样，紧紧地钳住车圈的两个端边，达到使车减速或停的目的。优点是刹车时力臂大，制动效果好，传动零件少，调节和维修方便，重力轻，外形美观。
悬臂闸： 优点为悬臂闸刹车时的力矩比钳形闸更大，制动性能好，结构简单，重力轻，调节和维修方便。
前触闸：前触闸是靠杠杆原理制动的。当手握紧闸把时，闸把的另一头将接头、拉杆、拉管向下压，使闸皮向下压至与轮胎接触，产生摩擦制动力。其缺点是刹车效果与轮胎充气程度有关。充气不足时，会使摩擦力减小，影响刹车效果。
脚闸： 优点为由于刹车是用脚力的，所以在脚闸上产生的正压力越大，刹车效果越好。
闸的优点：刹车的制动点不在轮缘上，不会损坏车圈的电镀层。
8、鞍座
鞍座的长度、宽度的鞍梁的结构是以车型和乘骑者的性别、习惯来确定。鞍座的结构设计应充分考虑乘骑者舒适。它依靠鞍管与车架作钢性连接，用来承受人体的重量。具体来说：
鞍座面：是人体体重的支撑面，具有良好的强度和弹性，它由鞍座面皮和垫皮组成。
鞍座架：又称鞍梁，是鞍座的主体，其结构比较复杂，一般由前后撑板，左右鞍撑，上下梁组成，并连接和支撑鞍面。
鞍座簧：实质上是鞍座架的一部分。它支撑着鞍座架和鞍座面，起着缓冲和减震的作用。鞍座簧的形式有立簧、卧簧和拉簧等几种。
鞍座夹：又称鞍座卡，是由夹紧螺钉，座夹和夹板等组成，用来将鞍座固定在鞍簧上。
<二>杠杆、轮轴知识
1、自行车上的杠杆:
a、控制前轮转向的杠杆:自行车的车把,是省力杠杆,人们用自行车的前轮来控制自行车的运动方向和自行车的平衡.
b、控制刹车闸的杠杆:车把上的闸把,是省力杠杆,人们用很小的压力压到车轮的钢圈上.
2、自行车的轮轴:
a、中轴上的脚蹬和花盘齿轮:组成省力轮轴(脚蹬半径大于花盘).
b、自行车手把与前叉轴:组成省力轮轴(手把转动的半径大于前轮).
c、后轴上的齿轮与后轮:组成费力轮轴(齿轮半径小于后轮半径).
<三> 自行车上的气压知识
a、自行车内胎充气:早期的各种轮子都是木轮、铁轮,颠簸不已.气内胎主要是使胎内的压强增大,可以起到缓冲的作用,同时可以减力.
b、气门芯的作用:充气内胎上的气门芯起着单向阀门的作用,方便进气,保证充气内胎的密封.
C、应用：
(1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被压破。
(2)座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使人骑车不易感到疲劳。
<四〉摩檫力的知识
摩擦力就是接触阻碍或帮助物体运动的力,它的大小和接触面的粗糙程度、压力的大小有关.在压力相同的情况下,摩擦阻力越小,小车滑得更远,但并不是摩擦力越小越好,当摩擦力小到没有的时候,可以想自行车在光滑没有摩擦力的情况下,轮子会原地打转而不会向前.故自行车外胎的表面是凹凸不平的花纹就是为了增大摩擦力的.如果轮胎表面越粗糙,摩擦力越大,行驶过程中越安全.
摩擦力不仅对自行车的启动很重要,而且对自行车的制动也很关键.当它在链条驱动下,后轮逆时针转动时,轮胎与地面接触处于对地面有向后运动的趋势,所以地面对后轮胎施加向前的力,成为自行车向前运动的力.在此力的作用下,自行车整体具有向前运动的趋势,而地面对前轮产生向后的摩擦力便沿着后轮胎相同的方向转动起来,使得自行车向前运动.当自行车刹车时,人捏刹车柄,使刹车线带动刹车块与轮胎靠紧,产生摩擦力使自行车减速,最终停下来.
自行车上增大摩擦的方法:
1、增加接触面积与粗糙程度来增大摩擦;
2、用加压的方法来增大摩擦.
自行车上减小摩擦的方法:
1、利用滚动摩擦代替滑动摩擦;
2、给某些部件加润滑剂,如:在轴中经常上油。
自行车在行驶时为何不会跌倒,说明了一个科学道理:任何物体绕自身高速转动起来,由于转动的惯性,会保持转动轴线的方向不变,而且旋转得越快,保持旋转方向不变的能力也越强.自行车的前轮和后轮在行驶时,就是两个迅速转动的物体,也有保持转动轴方向不变的人力,这个能力就使自行车不会倒下.另外,当车要倒下时,人会本能地调正车轮方向保持平衡。自行车的这些力学原理在生活中应用很广泛,我们不仅要巧用它们,还要善用它们.近几年来，人们又研究出了一些提高自行车稳定性的部件，例如：避震前叉：车胎充足气后，车轮与道路的接触面积小，摩擦阻力相应减小，使得行驶较轻松。但是，一旦遇上高低不平的道路，就会颠簸不稳，特别是前叉震动更加厉害。采用避震前叉可以起到以下一些作用：将车架和前轮弹性的连接在一起，可吸收并缓解因路面不平而传递给车架的冲击和震动，保持乘骑舒适和平稳。由于减震装置具有缓冲作用，可以避免某些零件因过分震动而损坏。减震装置能传递垂直力，驱动力，侧向力以及相应产生的力矩，确保骑行舒畅。
『贰』 杠杆的研究报告（会的进）
杠杆的研究 实验器材：杠杆尺、钩码 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 杠杆尺的使用 8 ①将杠杆尺调节到平衡状态。（1 分） ②在杠杆尺左边第二个孔挂2 个钩码，当在杠杆尺右边的第一、第二、第三、第四孔也挂两个钩码时，杠杆尺会在什么状态。（4 分） ③找出杠杆尺的三个点。（3 分） 3 杠杆尺变化规律 6 ①分别改变挂在杠杆尺左边和右边的钩码的位置和数量，看杠杆尺状态的变化（做4 次，每次1 分）。 ②找出用较少钩码能使较多钩码翘起的情况。（2 分） 4 实验现象及结论报告 2 说出杠杆在什么情况下省力，在什么情况下不省力。 5 整理器材 2 整理摆放好器材，不整理不得分。 试 题： 六年级试题二：动滑轮和定滑轮 实验器材： 支架、滑轮、细绳（两端有套）、钩码、测力计 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 定滑轮的作用 6 ①正确使用测力计提起钩码，观察用了多少力？（1 分） ②组装定滑轮。（3 分） ③在绳套两端任意挂一些钩码直到平衡。（2 分） 3 定滑轮的实验现象及结论 2 定滑轮的作用是：能改变力的方向，但不能省力。 4 动滑轮的作用 6 ①正确使用测力计提起钩码，观察用多少力？（1 分） ②组装动滑轮。（3 分） ③用测力计通过动滑轮将钩码拉起，观察用了多少力？（2 分） 5 动滑轮实验现象及结论报告 2 动滑轮的作用是：能省力，但不能改变力的方向。 6 整理器材 2 整理摆放好器材，不整理不得分。 试 题： 六年级试题三：滑轮组的作用 实验器材： 支架、滑轮4 个、细绳（两端有套）、钩码、测力计 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 组 装 滑 轮组 10 ①正确使用测力计提起钩码，观察用多少力？（1 分） ②组装一组滑轮组，吊起 2 个钩码，用测力计通过滑轮组将钩码拉起，用了多少力？ （4 分） ③再组装 2 组滑轮组，吊同样多的钩码，用测力计通过滑轮组将钩码拉起，用多少力？（5 分） 3 实 验 现 象及 结 论 报告 6 ①滑轮组的作用：既省力，又方便。（3 分） ②滑轮组用几段绳子吊着物体，拉出物体所用的力，就是物体重量的几分之一。（3 分） 4 整理器材 2 整理摆放好的器材，不整理不得分。 试 题： 六年级试题四：斜面的作用 实验器材： 搭斜面的材料、重物、测力计 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 1 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 不同物体在同一斜面提升的情况 9 ①搭一个斜面。（1 分） ②用测力计分别钩住一些物体，垂直提起，观察分别用了多少力？（3 分） ③用测力计将这些物体沿搭好的斜面上拉，分别用了多少力？（3 分） ④结论：不同物体从斜面拉上去的力都小于把物体垂直提上去的力。（2 分） 3 不同物体在不同坡度的斜面上提升的情况 9 ①用长度分别为20 厘米、40 厘米、60 厘米、80 厘米、100 厘米的木板搭在一个高10 厘米的木块上，形成A、B、C、D、E 五个不同的斜面。（3 分） ②用测力计将100 克的钩码沿这些斜面拉上去，分别用多大的力？。（4 分） ③结论：坡度越小，斜面越长，越省力；坡度越大越不省力；直接向上提重物相当于坡度为90 0 ，一点也不省力。（2 分） 4 整理器材 1 整理摆放好的器材，不整理不得分。 试 题： 六年级试题五：拱形承受压力的实验 实验器材： 卡纸、铁垫圈、书 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 拱形承受压力测试 8 ①不借助其他物体帮助，做一个纸拱。（2 分） ②用铁垫圈测试它承受多大的压力。（3 分） ③用书挡住拱脚。（2 分） ④用铁垫圈测试承受的压力。（2 分） 3 克服拱变形 5 把两边的书摞得高些，看低拱能承受多少垫圈。（5 分） 4 实验现象及结论 报告 3 拱形受到压力时，能把压力向下和向外传递给相邻的部分，拱形各部分受到压力时会产生外推力，如果能抵住外推力，拱就能承受巨大的压力。（3 分） 5 整理器材 2 整理摆放好器材，不整理不得分。 试 题： 五年级试题一：测量地表温度 实验器材： 两支温度计、2 个架温度计的支架、挖土工具（小铁锹） 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 挖土 4 选择向阳处和背阴处。（2 分 ） 分别挖要插温度计的地面。（2 分） 3 把温度计架在支架上 4 把温度计的支架固定在地面上。（1 分）把温度计架在支架上。（2 分）液泡插入地面。（1 分） 4 用物体遮住温度计 2 用遮温度计的纸盒遮挡温度计，避免阳光直射。（2 分） 5 写观察记录 2 把观测的温度记在记录表上。（2 分） 6 实验现象及结论 报告 4 向阳处温度高。（2 分） 背阴处温度低。（2 分） 6 整理器材 2 把温度计装入盒内（1 分） 整理好器材。（1 分） 不整理扣2 分。 遮温度计的纸盒、记录表 试 题： 五年级试题二：“中雨下”的布料 实验器材： 棉布、毛料、丝绸、尼龙（化纤）等布料、水、喷壶、皮筋4 根、大小相同的玻璃杯4 个 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 摆好杯子，将不同布料用皮筋绑好 2 摆杯子。（1 分） 把布料绑在杯子上，布料呈自然状态。（1 分） 3 给喷壶装上水，调好喷水量 2 装水。（1 分） 调整。（1 分） 4 均匀的往四个杯子上淋水，观察各种布料的透水情况 6 受水均匀。（2 分） 观察现象并说明原因。（4 分） 5 实验现象及结论报告 5 容易渗水的布料是棉布、丝绸。（2 分） 防水性较好的布料是尼龙等化纤布料。（3 分） 6 整理器材 3 将布料卸下，拧干、晾好。（2 分） 整理好器材。（1 分） 不整理扣2 分。 试 题： 五年级试题三：水在食物消化中的作用 实验器材： 大小相同的馒头、盘子、稀释的碘酒、滴管、小刀 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 咀嚼馒头 6 将馒头切成大小相同的10 块。（1 分），分别嚼1 分钟、2 分钟???? 10 分钟。（4 分）分别放在盘子里。（1 分） 3 滴上碘酒 6 在盘子里滴上同样多的碘酒。（2 分）观察馒头糊有什么变化。（4 分） 4 实验现象及结论报告 4 与唾液接触时间越长的馒头呈现的颜色越淡。 5 整理器材 2 把盘子清洗干净。（1 分） 整理好器材。（1 分） 不整理扣2 分。 试 题： 五年级试题四：摆长怎样影响摆动次数 实验器材： 摆锤、长40 厘米的细绳、尺子、秒表 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 分。 不检查不得分。 2 制摆长30 厘米的钟摆 5 用40 厘米长的绳子制作30 厘米的钟摆。（2 分） 重复测量2 次。（2 分） 记录结果。（1 分） 3 制摆长15 厘米的钟摆 5 制作15 厘米的钟摆。（2 分） 重复测量2 次。（2 分） 记录结果。（1 分） 4 分析比较 3 摆绳减短引起了什么变化？ （3 分） 5 实验现象及结论报告 3 摆长越长摆的速度越慢，摆长越短摆的速度越快。 6 整理器材 2 整理好器材。（2 分） 不整理扣2 分。 试 题： 五年级试题五：小车行驶与刹车摩擦力的比较 实验器材：胶带、小车、垫圈、长条形的三层板 顺序 操作内容 满分 评分标准 得分 1 检查器材 2 错一项扣0.5 不检查不得分。 2 行驶时的摩擦力 4 从一个垫圈开始，一个一个增加垫圈，直到用手轻轻敲桌子小车可以动起来。（2 分） 记录。（2 分） 3 刹车时的摩擦力 4 将轮子和车身用胶带粘上。（1 分） 轮子不转动。（1 分） 加垫圈直到用手轻轻敲桌子小车动起来。（1 分） 记录。（1 分） 4 比较分析 3 比较实验数据有什么发现？（3 分） 5 实验现象及结论报告 5 刹车时的摩擦力比行驶时的摩擦力大的多。 6 整理器材 2 整理好器材。（2 分） 不整理扣2 分
『叁』 以“生活中的杠杆”为主题,写调查报告
铡草的铡刀,撬瓶盖的起子,建筑工地的独轮车和铁锨，羊角锤，吊车，啤酒瓶起子，托盘天平，缝纫机，剪刀，钳子，
人前臂等等。。
你身上的杠杆
在人体生理卫生课上已经学过，人身上有206块骨，其中有许多起着杠杆作用，当然这些起杠杆作用的骨不可能自动地绕支点转动，必须受到动力的作用，这种动力来自附着在它上面的肌肉。
肌肉靠坚韧的肌腱附着在骨上。例如肱二头肌上端肌腱附着在肩胛骨上，下端肌腱附着在桡骨上，肱三头肌上端有肌腱分别附着在肩胛骨和肱骨上，下端附着在尺骨上。
人前臂的动作最容易看清是个杠杆了，它的支点在肘关节。当肱二头肌收缩、肱三头肌松弛时，前臂向上转，引起曲肘动作；而当肱三头肌收缩、肱二头肌松弛时，前臂向下转，引起伸肘动作。前臂是个费力杠杆，但是肱二头肌只要缩短一点就可以使手移动相当大的距离。
『肆』 关于杠杆的力学分析
我一发力，你就动===不鸣则已，一鸣惊人。
如果是费力刚刚，===自找苦吃。
如果是等力，======跷跷板。
『伍』 杠杆研究性学习成果
通过这次研究性学习，我们了解到杠杆是一种简单机械；一根结实的棍子（最好不会弯又非常轻），就能当作一根杠杆了。动力臂大于阻力臂，是省力杠杆（也称费距离杠杆）；动力臂小于阻力臂，是费力杠杆（也称省距离杠杆），动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆。
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
阻碍杠杆转动的力叫做阻力
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
杠杆平衡时保持在水平位置静止或匀速转动。
通过力的作用点沿力的方向的直线叫做力的作用线
从支点O到动力F1的作用线的垂直距离L1叫做动力臂
从支点O到阻力F2的作用线的垂直距离L2叫做阻力臂
使用杠杆时，如果杠杆静止不动或绕支点匀速转动，那么杠杆就处于平衡状态。
动力臂×动力=阻力臂×阻力，即“L1F1=L2F2”，由此可以演变为“F2/F1=L1/L2”
杠杆的平衡不仅与动力和阻力有关，还与力的作用点及力的作用方向有关。
省力杠杆例如：剪刀、钉锤、拔钉器、工地里的大型机械吊臂……杠杆可能省力可能费力，也可能既不省力也不费力。这要看力点和支点的距离：力点离支点愈远则愈省力，愈近就愈费力；还要看重点（阻力点）和支点的距离：重点离支点越近则越省力，越远就越费力；如果重点、力点距离支点一样远，如定滑轮和天平，就不省力也不费力，只是改变了用力的方向。
费力杠杆例如：开瓶器、榨汁器、胡桃钳……这种杠力点一定比重点距离支点近，所以永远是省力的。
如果我们分别用花剪（刀刃比较短）和洋裁剪刀（刀刃比较长）剪纸板时花剪较省力但是费时；而洋裁剪则费力但是省时。
1.剪较硬物体
要用较大的力才能剪开硬的物体，这说明阻力较大。用动力臂较长、阻力臂较短的剪刀。
2.剪纸或布
用较小的力就能剪开纸或布之类较软的物体，这说明阻力较小，同时为了加快剪切速度，刀口要比较长。用动力臂较短、阻力臂较长的剪刀。
3.剪树枝
修剪树枝时，一方面树枝较硬，这就要求剪刀的动力臂要长、阻力臂要短；另一方面，为了加快修剪速度，剪切整齐，要求剪刀刀口要长。用动力臂较长、阻力臂较短，同时刀口较长的剪刀。
『陆』 财务杠杆国内研究现状以及各种观点的利弊分析
关键词：财务杠杆 公司成长性
一．引言
财务杠杠对公司价值及公司成长性的影响是资本结构理论的一个主要研究领域，公司的成长性是公司经营者和投资者共同关心的问题，公司的成长中需要大量资金作为其支撑，公司可以借助财务杠杆实现其持续稳定的增长，研究财务杠杆对公司成长性的关系，对我国企业的发展起着非常重要的作用，此二者的关系研究仍然是理论和实务工作者研究的热点。笔者通过对二者关系的回顾，找出其研究的优劣点，为以后更好的研究二者的关系提供一定的借鉴和启示。
二．国外研究现状综述
关于财务杠杆对公司成长性的影响，国外学者融完成了大量的研究工作。1934年，Graham指出，投机性资本结构(高资产负债率)由于负债融资享受免税待遇，有利于普通股从公司财产和收益膨胀中获取大量的利益，有利于公司高成长。Myers & Turnbull（1977）认为当公司的负债比率高时，其破产风险亦会相应提高，一旦破产则会完全丧失成长机会，所以当公司有较多的成长机会时，会采取较保守的财务杠杆政策，因此预测成长机会与负债比率间存在负相关。
Smith and Warner(1979)曾提出当公司使用负债融资时，会引发负债代理问题，其中之一即是投资不足（underinvestment）的问题，Myers认为公司在有负债的情况下 ,只会接受投资项目产生的现金流量净现值超过负债利息与投资面额之和的投资计划 ,而会放弃现金流量净现值大于投资面额但小于负债利息与投资面额之和的投资方案 ,因而会产生投资不足问题 ,由此说明公司财务杠杆会减缓公司的成长。
Tit man &Wessels认为处于成长阶段的公司对未来投资机会有更多的选择 ,但由于存在负债代理问题 ,所以他们推测负债比率应与公司的成长呈反向关系。但其实证结果显示负债比率与成长性的反向关系不显著。
Larry Lang等在其对杠杆、 投资与公司成长的研究中表明 ,杠杆不会减缓那些具有良好投资机会的公司的成长;但是当公司的成长机会不被资本市场认同或者其成长机会的价值不足以克服高负债所带来的风险与成本的影响时 ,财务杠杆与公司的成长性负相关。
三．国内研究现状
（一）财务杠杆与公司成长性负相关
吴世农、 李常青和余玮（1999）选用影响上市公司成长性的五个关键因素 —资产周转率、 销售毛利率、 负债比率、 主营业务收入增长率和期间费用率 ,建立了上市公司成长性的判定模型。他们的研究结果表明 ,由上述五个变量构成的判定模型能够有效地判定或预测我国上市公司的成长性此外 ,判定模型结果表明 ,负债比率与公司的成长性负相关
毕皖霞和徐文学(2005)对26家制造业公司的实证分析显示，以净资产收益率、主营业务增长率、总资产增长率和市净率为基础的综合价值指标与资产负债率显著负相关。
肖作平(2005)通过考察资本结构与公司绩效之间的相互关系注意到，财务杠杆对公司绩效具有显著的消极影响。
（二）财务杠杆与公司成长性关系不显著
陆正飞和辛宇（1998）对上市公司资本结构的主要影响因素进行了实证研究。在文中 ,他们提出了成长性与资本结构正相关的假设。他们认为成长性强的企业往往有着良好的未来发展前景 ,因而通常不愿过多地发行新股以避免分散老股东的控制权和稀释每股收益 ,从而只能通过增加负债来筹集投资项目所需资金。但他们的实证结果却显示成长性与负债率之间没有显著的关系。
洪锡熙和沈艺峰（2000）运用资本结构决定因素学派的理论框架 ,对影响我国上市公司财务杠杆的主要因素进行了实证研究 ,结果显示 ,公司成长性与公司财务杠杆之间没有显著的关系
（三）财务杠杆与公司成长性正相关
吕长江和王克敏(2002)研究了我国上市公司财务杠杆、 股利分配及管理股权比例之间的相互作用机制。实证研究发现 ,上市公司的财务杠杆与公司绩效、 公司的成长性存在显著的正相关关系。这说明 ,处于成长阶段、 资产规模逐渐扩大的绩优公司善于发挥财务杠杆效应 ,以提高公司资金的使用效率 ,并降低权益代理成本。
汪辉(2003)却观察到了公司负债对公司价值的积极效应。其研究显示，公司的债务水平对Q值、市净率和净资产收益率均具有显著的正向解释力(但对于少数资产负债率非常高的公司，这种作用并不显著)。
吕长江, 金超, 陈英（2006）研究上市公司在不同经营业绩条件下财务杠杆对成长性的影响，研究结果表明 , 与国内外已有的研究结果不同 , 不同经营业绩下公司财务杠杆对成长性的影响作用存在差异。对于业绩优良的公司 , 财务杠杆具有积极作用 , 举债经营可以促进公司的成长 , 而且 , 随着公司业绩的增强 ,财务杠杆所起的积极作用更为显著; 对于业绩较差的公司 , 财务杠杆具有消极作用 , 财务杠杆对成长性有一定的抑制作用。
四．国内外研究状况评述
国外的研究资本结构理论及财务杠杆的作用的文斌相当丰富，但尚未进一步实证研究的问题也相当多，很多问题尚未定论。目前主要存在两大问题：其一：虽然已知高负债所引起的财务风险，将导致债权人价值的损失转移，并将限制企业运用财务杠杆的能力，但尚无法合理碧水和避险，在现实中找出资本结构最佳点。其二：现有的理论无法正确提供企业在不同环境下所应筹资的数量和期限，而其中最主要的障碍是企业债务风险评估难。
目前国内的研究主要集中于企业负债状况及对宏观经济的影响，以及如何化解债务对策研究方面等，真正运用实证来系统研究中国上市公司的资本结构与成长性关系的论文不是太多。
从国内外的学者对财务杠杆与公司成长性关系的问题研究可以看出，由于选取衡量公司成长性的变量不同，且研究的样本、研究的方法不一样，因而不同程度地影响了研究结果的可信度，导致研究结果的不一致。并且此研究多以公司财务业绩指标作为公司绩效的评价指标。财务指标无法反映风险结构(尤其是公司负债所导致的财务风险)的影响，而且可能会因为公司管理当局的盈余管理而丧失客观性和真实性。还有，一部分研究选取的样本过少，或者在行业上缺乏代表性。另外，有些研究没有控制影响公司业绩的其他特异性因素(诸如，企业规模、资产结构、股权结构和行业属性等)。这些研究方法的缺陷都不同程度地影响了计量结果的可信度。
『柒』 有关物理杠杆的专题报告
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
三物理学
中国古代的力学知识
自然科学史研究所 戴念祖
力学是研究力和机械运动的科学。一个物体在时间、空间中的位置发生变动，就叫机械运动。自然界中一切物体都在作机械运动，即使表面看来静止的桌椅、不动的教室，也时刻在随地球一起转动。力是物质间的一种相互作用，机械运动状态的变化就是这种相互作用引起的。静止的或运动的状态不变化，都意味着其中各种力的相互平衡。力学知识起源于对自然现象的观察和生产劳动。在中国古代有丰富的力学知识。
简单机械
杠杆、滑轮和斜面，物理学上称作简单机械。
杠杆的使用或许可以追溯到原始人时期。当原始人拾起一根棍棒和野兽搏斗，或用它撬动一块巨石，他们实际上就是在使用杠杆。石器时代人们所用的石刃、石斧，都用天然绳索把它们和木柄捆束在一起；或者在石器上凿孔，装上木柄（如图左）。这表明他们在实践中懂得了杠杆的经验法则：延长力臂可以增大力量。
杠杆在中国的典型发展是秤的发明和它的广泛应用。在一根杠杆上安装吊绳作为支点，一端挂上重物，另一端挂上砝码或秤锤，就可以称量物体的重量。古代人称它“权衡”或“衡器”。“权”就是砝码或秤锤，“衡”是指秤杆。迄今为止，考古发掘的最早的秤是在长沙附近左家公山上战国时期楚墓中的天平。它是公元前四到三世纪的制品，是个等臂秤。不等臂秤可能早在春秋时期就已经使用了。古代中国人还发明了有两个支点的秤，俗称铢秤。使用这种秤，变动支点而不需要换秤杆就可以称量比较重的物体。这是中国人在衡器上的重大发明之一，也表明中国人在实践中完全掌握了阿基米德杠杆原理。
《墨经》一书最早记述了秤的杠杆原理。《墨经》是战国时期以鲁国人墨翟（约前468－前376）为首的墨家著作。墨翟和他的弟子们以刻苦耐劳、参加生产、勇敢善战著称。因此，他们的著作中留下了许多自然科学知识。
《墨经》把秤的支点到重物一端的距离称作“本”（今天通常称“重臂”），把支点到权一端的距离称作“标”（今天称“力臂”）。《墨经·经下》中说：第一，当重物和权相等而衡器平衡时，如果加重物在衡器的一端，重物端必定下垂；第二，如果因为加上重物而衡器平衡，那是本短标长的缘故；第三，如果在本短标长的衡器两端加上重量相等的物体，那么标端必下垂。（“衡，加重于其一旁，必垂。权、重相若也相衡，则本短标长；两加焉，重相若，则标必下。”）墨家在这里把杠杆平衡的各种情形都讨论了。他们既考虑了“本”和“标”相等的平衡，也考虑了“本”和“标”不相等的平衡；既注意到杠杆两端的力，也注意到力和作用点之间的距离大小。虽然他们没有给我们留下定量的数字关系，但这些文字记述肯定是墨家亲身实验的结果，它比阿基米德发现杠杆原理要早约二百年。
桔槔也是杠杆的一种。它是古代的取水工具。作为取水工具，一般用它改变力的方向。为其他目的使用时，也可以改变力的大小，只要把桔槔的长臂端当作人施加力的一端就行。春秋战国时期，桔槔已成为农田灌溉的普通工具。
滑轮，古代人称它“滑车”。应用一个定滑轮，可改变力的方向；应用一组适当配合的滑轮，可以省力。至少从战国时期开始，滑轮在作战器械、井中提水等生产劳动中被广泛应用。传说公元前四世纪，巧匠公输般为季康子葬母下棺，创制了转动机关（见《礼记正义》卷十），可能就是指的滑轮。汉代画像砖和陶井模型都有滑轮装置。
滑轮的另一种形式是辘轳。把一根短圆木固定于井旁木架上，圆木上缠绕绳索，索的一端固定在圆木上，另一端悬吊水桶，转动圆木就可提水。只要绳子缠绕得当，绳索两端都可悬吊木桶，一桶提水上升，另一桶往下降落，这就可以使辘轳总是在作功。辘轳大概起源于商末周初（公元前十一世纪）。据宋代曾公亮（998－1078）著《武经总要前集》卷十一《水攻·济水府》，周武王时有人以辘轳架索桥穿越沟堑的记载。唐代刘禹锡（772－842）描写了他亲自所见的一种叫“机汲”的提水机械，它是把辘轳和架空索道联合并用，以便把山下流水一桶桶地提上山顶，既浇田地又省力（《刘梦得文集》卷二十七《机汲记》）。
最早讨论滑轮力学的还是《墨经》。《墨经·经下》把向上提举重物的力称作“挈”（qí），把自由往下降落称作“收”，把整个滑轮机械称作“绳制”。《墨经》中说：以“绳制”举重，“挈”的力和“收”的力方向相反，但同时作用在一个共同点上。提挈重物要用力，“收”不费力，若用“绳制”提举重物，人们就可省力而轻松。（“挈与收反。”“挈，有力也；引，无力也。不必所挈之止于施也，绳制之也。”）又说：在“绳制”一边，绳比较长，物比较重，物体就越来越往下降；在另一边，绳比较短，物比较轻，物体就越来越被提举向上。（“挈，长重者下，短轻者上。”）又说：如果绳子垂直，绳两端的重物相等，“绳制”就平衡不动。（“绳下直，权重相若则正矣。”）如果这时“绳制”不平衡，那么所提举的物体一定是在斜面上，而不是自由悬吊在空中。我们对于墨家的丰富的力学知识就不能不赞佩！
尖劈能以小力发大力。早在原始社会时期，人们所打磨的各种石器，如石斧、石刀、骨针、镞等等，都不自觉地利用了尖劈的原理。墨家在讨论滑轮的功用说到它省力时，就把它比喻作“锥刺”。汉代王充说：“针锥所穿，无不畅达；使针锥末方，穿物无一分之深矣。”（《论衡·状留篇》）墨家和王充等人清楚地知道尖劈原理的经验法则。
在日常生活中常应用的尖劈之一是楔子，木楔或金属楔。人们常用它加固各种器具。唐代李肇讲过这样的故事：
在苏州建造重元寺时，工匠疏忽，一柱未垫而使寺阁略有倾斜。若是请木工再把寺阁扶正，费工费事又费钱。寺主为此十分烦恼。一天，一外地僧人对寺主说：不需费大劳力，请一木匠为我作几十个木楔，可以使寺阁正直。寺主听他的话，一面请木工砍木楔，一面摆酒盛宴外地僧人。饭毕，僧人怀揣楔子，手持斧头，攀梯上阁顶。只见他东一楔西一楔，几根柱子楔完之后，就告别而去。十几天后，寺阁果然正直了。（李肇：《唐国史补》卷中）
小小几个尖劈，作用却这样巨大！
斜面的力学原理和尖劈相同。人们在推车行平地和上坡时发现用力不同。成书于春秋战国之际的《考工记·辀（zhōu）人》中说：“登阤者，倍任者也。”这就是说，推车上坡，要加倍费力气。用双手举重物到一定高度和用斜面把同样的重物升到同一高度，自然后者容易得多。《荀子·宥坐》中说：“三尺之岸而虚车不能登也，百仞之山任负车登焉。何则？陵迟故也。”人们不能把空车举上三尺高的垂直堤岸，却能把满载的车推上百仞高山。这是为什么？因为高山的路面坡度斜缓（“陵迟”）。这正是斜面物理功用的最好总结。
重心和平衡
要使物体平稳地置于桌面上，就要考虑它的重心和平衡的问题。从物理学观点看，通过物体的重心和桌面垂直的线（或面）要维持在这一物体的支持面里；否则，这一物体就很容易倒下。在日常生活中涉及重心和平衡的例子随手可拾。商代的酒器斝（jiǎ）有三足，它的重心总是落在三足点形成的等边三角形里。西汉中山靖王刘胜墓出土的朱雀铜灯，体现了工匠关于重心的巧妙构思。东汉铜奔马，三足腾空，一足落地。但是它的重心刚好落在支撑足上，因此，即使支撑面很小，看来好像容易倾倒，其实是稳定平衡的。在杂技表演中走绳的演员手握长杠或持雨具；单臂撑的演员，他的两腿总要弯过自己的头顶。这些道具或造形，不仅在于美和险的结合，让人惊心动魄，更重要的是演员必需采取的安全措施：保持自己的重心和平衡。
大概在西周时期，聪明的工匠制造了一件盛水的“欹器”。“欹”（qī）的意思是倾斜。它可以随盛水的多少而发生倾斜变化。不装水时，它成倾斜状态；装上一半水时，就中正直立；装满水时，它就自动翻倒，把所盛水倒出。《荀子·宥坐》把它描写作“虚则欹，中则正，满则覆。”所以会出现这种现象，是由于欹器的重心随盛水的多少而发生变化的缘故。有一天，孔子（前551－前479）在鲁庙中见到这种欹器，立即让他的弟子们注水实验。然后，他感慨地说：“吁！恶有满而不覆者哉！”意思是告诫弟子，要谦虚，切戒自满。汉代以后，不断地有人制造各种欹器，充分体现中国人掌握了有关的力学知识。
隋唐时期，或许由于饮酒之风盛行，人们制作了一种劝人喝酒的玩具，经匠心雕刻的木头人，称作“酒胡子”。把它置于瓷盘中，“臲（niè）卼（wù）不定”、“俯仰旋转”、“缓急由人”。（见王定保著：《唐摭言》卷十二《海敍不遇》）也有用纸制作的，“糊纸作醉汉状，虚其中而实其底，虽按捺而旋转不倒也。”（见赵翼（1727－1814）著：《陔余丛考》卷三十三）现在把这些玩具叫不倒翁。另一种劝酒器，虽叫不倒翁，但转动摇摆后最终会倒下。宋代张邦基说：“木刻为人，而锐其下，置之盘中，左右欹侧，僛（qī）僛然如舞之状，久之力尽乃倒。”（张邦基：《墨庄漫录》卷八）这种玩具指向某人或倒向某人，某人当饮酒。
从这些历史文献记载中可以看出，前一种不倒翁的重心略低于木头人下半圆的中心，后一种略高于下半圆的中心，由于它们重心位置不同，造成它们左右摇摆后的不同后果。而古代人把它们制成半圆形下身，并且“虚其中而实其底”，正说明他们有意识地利用重心位置和平衡的关系。
西汉初年（公元前二世纪）成书的《淮南子·说山训》曾就本末倒置而造成不平衡的现象总结说：“下轻上重，其覆必易。”
东汉王充对平衡问题作了极好的论述：“圆物投之于地，东西南北无之不可，策杖叩动，才微辄停。方物集地，一投而止，及其移徙，须人动举。”（《论衡·状留篇》）“策杖”是赶马用的木棍。圆球投落地面，东西南北随遇滚动，只有用棍子制止它，它才会静止一会儿。方形物体投落地面，立即就静止在那儿。如果要它移动，就需要施加外力。这些现象正是力学中随遇平衡和稳定平衡的典型例子。
力
力是物理学中很重要、很基本的概念，它的形成在物理学史上经过了漫长的时间，直到十七、十八世纪，物理学家才对它作出准确的定义。
在甲骨文中，“力”字像一把尖状起土农具耒。用耒翻土，需要体力。这大概是当初造字的本意。
《墨经·经上》最早对力作出有物理意义的定义：“力，刑之所以奋也。”“刑”通“形”，表示一切有生命的物体。“奋”的原意是鸟张开翅膀从田野里飞起，墨家用它描述物质的运动或精神的状态改变，如同今日常用词“奋飞”、“奋发”“振奋”等含义一样。由此可见，墨家定义力是指有形体的状态改变；如果保守某种状态就谈不上奋，也就无需用力了。《墨经》还举了一个例子，从地面上举起重物，就要发“奋”，需要用力。（力，重之谓。下，与，重奋也。”“与”是“举”的省文。）墨家定义力，虽然没有明确把它和加速度联系在一起，但是他们从状态改变中寻找力的原因，实际上包含了加速度概念，它的意义是极其深刻的。
在浩瀚的中国历史典籍中记述了各种各样的力，其中人们对惯性力和重力的认识是值得称道的。
战国初期成书的《考工记·辀人》最早记述了惯性现象。它描述赶马车的经验，说道：“劝登马力，马力既竭，辀犹能一取焉。”“劝登马力”就是赶马车，劝马用力。辀指小车。这句话的意思是，在驾驶马车过程中，即使马不再用力拉车了，车还能继续往前一小段路。
对重力现象最早作出描写的是《墨经·经下》。它指出，凡是重物，上不提挈，下无支撑，旁无力牵引，就必定垂直下落。（“凡重，上弗挈，下弗收，旁弗劫，则下直。”）这就是说，当物体不受到任何人为作用时，它作垂直下落运动。这正是重力对物体作用的结果。
在力学中有一条法则：一个系统的内力没有作用效果。饶有趣味的是，中国人发现和这有关的现象惊人地早。《韩非子·观行篇》中最早提出了力不能自举的思想：“有乌获之劲，而不得人助，不能自举。”乌获，据说是秦武王宠爱的大力士，能举千钧之重。但他却不能把自己举离地面。
东汉王充也说：“古之多力者，身能负荷千钧，手能决角伸钩，使之自举，不能离地。”（《论衡·效力篇》）似乎很可悲，一个身能负千钧重载、手能折断牛角、拉直铁钩的大力士，却不能把自己举离地面。然而，这正是真理所在。再大力气的人，也不能违背上述那条力学法则。因为当自身成为一个系统时，他对自己的作用力属于内力。系统本身的内力对本系统的作用效果等于零。否则，今天就不会有这样的口头禅来嘲讽一个人的能耐是有限的：“你有本事，你也不能揪着自己的头发使自己离地三寸。”
刻舟求剑
船、河岸和水三者之间谁在运动？天和地、月和云谁在运动？这是古代人最关心的运动学问题。这里既涉及参考坐标的重要性，也和相对运动问题有关。
船、河岸和水三者谁在运动的问题，曾经几乎同时困扰了古代东西方的哲人。古希腊亚里士多德（前384－前322）曾经提出，停泊在河中的船实际上处于运动之中，因为不断有新水流和这船接触。“不能同时踏进同一条河”的命题就是由此而来的。古代中国人以自己的思考方式回答这些问题。
晋代天文学家束皙（xī）解释“仰游云以观月，月常动而云不移”的现象说：“乘船以涉水，水去而船不徙矣。”（见《隋书·天文志上》）这个立论方式恰和亚里士多德相反。束皙认为，运动着的船实际上是不运动的，如果过江时一直保持船和河岸垂直指向对岸，船和河床的相对位置就不改变。把参考坐标取在过江线或河床上这时就得出“水去而船不徙”的结论。另一种看法是，让船和水同速漂流，把参考坐标取在整个水流上，船对于水也不发生位置移动。
从物理学看，决定空间位置或物体运动与否必需有一个参考系。否则，就会“东家谓之西家，西家谓之东家，虽皋陶（yáo）为之理，不能定其处。”（《淮南子·齐俗训》）连古圣皋陶都不能断定是非。不清楚参考坐标的人，就像“刻舟求剑”一样胡涂。
刻舟求剑的故事出于战国末期吕不韦（？－前235）主持编纂的《吕氏春秋》。它所包含的物理意义是极其深刻的。这个故事说：有一个楚国人乘船过江，他身上的佩剑不小心掉落江中。他立即在船舱板上作记号，对他的船友说：“这是我的剑掉落的地方。”到了河岸，船停了，他就在画记号的地方下水找剑。“舟已行矣，而剑不行。求剑若此，不亦惑乎？”（《吕氏春秋·慎大览·察今篇》）这样找自己的剑，不是犯胡涂吗？从故事编纂者的口气看，他是知道怎样找到掉落江中的剑的。从物理角度看，找到这把剑有几种办法：第一，记下掉落位置离岸上某标志的方向和距离。这就是说，以河岸作为参考坐标。第二，在船不改变方向和速度的情况下，记下剑掉落时刻、船速和航行时间，据此求出靠岸的船和剑掉落地点的距离。这就是说，以船作为参考坐标。
参考坐标选取适当与否，对解决运动学和动力学中的问题是很重要的。在相对运动中，选取不同的坐标就有不同的运动结论。
前面提到过的束皙曾说：“仰游云以观月，月常动而云不移。”（《隋书·天文志上》）晋代葛洪（283－363）说：“见游云西行，而谓月之东驰。”（《抱朴子内篇·塞难》）南朝梁元帝萧绎（508－554）的诗《早发龙巢》提到在行船舱板上人们的感觉说：“不疑行舫动，唯看远树来。”（见丁福保编：《全汉三国晋南北朝诗》下册《全梁诗》卷下，中华书局1959年版，第957页）敦煌曲子词中有句：“看山恰似走来迎”（见王重民辑《敦煌曲子词集》（修订本），商务印书馆1956年版，第31页）。由于参考坐标的关系，原来不动的物体都成为运动的了。这是并不奇怪的。令人惊奇的是，这些极其典型的相对运动的事例，很早就成为中国文人笔下的力作佳句。
然而，古代人在判断“天”和“地”的相对运动时，并不像上述事例那么简单明了。在古代人看来，“天左旋，地右动。”（《春秋纬·元命苞》）也就是说，以天上星体的东升西落（左旋）来证明地的右旋运动。汉代王充在《论衡·说日篇》中提出了另一种看法：日月星体实际上是附着在天上作右旋运动的，只是因为天的左旋运动比起日月星体的右旋运动来要快，这才把日月星体当成左旋。这种情形就像蚂蚁行走在转动着的磨上，人们见不到蚂蚁右行，而只看见磨左转，因此以为蚂蚁也是左行的。（“当日月出时，当进而东旋，何还始西转？系于天，随天四时转行也。其喻若蚁行于硙上，日月行迟天行疾，天转日月转，故日月实东行，而反西旋也。”）《晋书·天文志》中也说：“天旁转如推磨而左行，日月右行，随地左转，故日月实东行，而天牵之也西没，譬如于蚁行磨石之上，磨左旋而蚁右去，磨疾而蚁迟，故不得不随磨以左回焉。”我们暂且不管“天”是什么，是否在运动，仅从物理学看，王充等人的思想是高明的，他们不仅看到了相对运动，而且还企图以相对速度的概念来确定运动的“真实”情况。
在历史上，许多人参加了这场左右旋的争论。到了宋代，由于理学大师朱熹的名气，他所坚持的“左旋说”又占了上风。这场争论，长达二千多年。直到明代，伟大的科学家朱载堉作出物理判决之后，还争论未了。朱载堉说：“左右二说，孰是耶？曰，此千载不决之疑也。人在舟中，蚁行磨上，缓速二船，良驽二马之喻，各主一理，似则皆似矣。苟非凌空御气，飞到日月之旁，亲睹其实，孰能辨其左右哉？”（《律历融通》卷四《黄钟历议·五纬》，载《乐律全书》）天和地、人和舟、蚁和磨、快慢二船、良驽二马，如果没有第三者作参考坐标，就很难辨明它们各自的运动状态。从物理学看，两个彼此作相对运动的物体A和B，既可以看作A动B不动，也可以看作B动A不动。这两种看法都有效。若要争论它们的运动方向或谁动谁静，那真是“千载不决之疑”。朱载堉的回答完全符合运动相对性的物理意义。然而，朱载堉不明白，即使飞到日月旁，也不能“辨其左右”，而只能回答“似则皆似矣”。
以相对运动的观点来解释天地的运动，在古代的东西方都是一致的。但像朱载堉那样对相对运动作出物理判决的人，在西方只有比朱载堉稍后的伽利略算是最早的。
要解决地静还是地动的问题，关键是要提出令人信服的证据证明地动的不可觉察性。这样，才能牢固地确立地动的观念。完成这任务，在近代物理学史上是伽利略的功劳。然而，古代中国人却从经验事实中总结出这一伟大的发现。
早在汉代成书的《尚书纬·考灵曜》中说道：“地恒动不止，而人不知。譬如人在大舟中，闭牖（yǒu）而坐，舟行而人不觉也。”关闭的船舱，在物理学著作中被看成是最普通、最易被理解的近似的惯性系统。在一个封闭的惯性系统里，无论什么样的力学实验都不能判断这一系统是处在静止状态还是在作匀速直线运动。这个原理又称“伽利略相对性原理”。可是，在伽利略之前大约一千五百年，中国人就提出了这个原理的最古老的说法。这是中国科学史上最伟大的理论成就之一。
浮 力
沉浸在液体中的物体都受到液体的浮举作用。在中国关于浮力原理的最早记述见于《墨经·经下》，大意说：形体大的物体，在水中沉下的部分很浅，这是平衡的缘故。这一物体浸入水中的部分，即使浸入很浅，也是和这一物体平衡的。这种情况就像市上的商品交易，一件甲种商品可以换取五件乙种商品一样。（“荆（形）之大，其沈（沉）浅也，说在具（衡）。”“沈（沉）、荆（形）之具（衡）也，则沈（沉）浅，非荆（形）浅也。若易五之一。”）
《墨经》的这段文字，对浮力原理表达不确切。它没有看到浮体沉浸水中的部分正是这一物体所排开的液体，所排开的液体重量恰好等于浮力；是浮力和浮体平衡，而不是沉浸水中的部分和整个浮体平衡。但是，纵观整段文字，表明墨家已懂得这种关系。他们是阿基米德之前约二百年表达这一原理的。
浮力原理在我国古代得到广泛应用，史书上也留下了许多生动的故事。
三国时期有个早卒的神童叫曹冲（196－208），他是曹操的儿子。他曾经提出“以舟称象”。没有现代的衡器而要称量几吨重的大象是令人为难的。曹冲说：把大象赶到船上，记下船在河中下沉的位置。然后，把大象拉上岸，把石头陆续装入船中，直到装载石头的船下沉到刚才那个记号为止。再分别称出船中石头的重量，石头的总重就是大象的重。（《三国志》卷二十《魏书·邓哀王冲传》）
曹冲称象的方法，正是浮力原理的具体运用。在中国历史上，据记载，有比曹冲更早的类似故事。东周燕昭王（？－前279）有一大猪，他命司衡官用杆秤称它的重量。结果，折断十把杆秤，猪的重量还没有称出来。他又命水官用浮舟量，才知道猪的重量。（见《玉函山房辑佚书》卷七十一《苻子》）
除了用舟称物之外，用舟起重也是中国人的发明。据史籍记载，蒲津大桥是一座浮桥。它用舟做桥墩，舟和舟之间架板成桥。唐玄宗开元十二年（公元724年）在修理这桥时，为加固舟墩，在两岸维系巨缆，特增设铁牛八只作为岸上缆柱。每头铁牛重几万斤。三百多年后，到宋仁宗庆历年间（公元1041年到1048年），因河水暴涨，桥被毁坏，几万斤的铁牛也被冲入河中。这桥毁后二十多年，真定县僧人怀丙提出打捞铁牛、重修蒲津桥的主张。他打捞铁牛的方法是：在水浅时节，把两只大船装满土石，两船间架横梁巨木，巨木中系铁链铁钩，用这铁钩链捆束铁牛。待水涨时节，立即把舟中土石卸入河中。本来就水涨船高，卸去土石后船涨得更高，于是铁牛被拉出水面。（见《宋史·僧怀丙传》）另一记载和这方法稍有不同：在一只船上架桔槔，桔槔短臂端用铁链系牛，长臂端系在另一巨船上。待水涨时，在另一船上装满土石。这样，铁牛被桔槔从河底拉起并稍露水面。（见吴曾著《能改斋漫录》卷三《河中府浮桥》）
可能怀丙打捞铁牛用了这两种方法。怀丙是中世纪伟大的工程力学家。他创造的浮力起重法，曾在十六世纪由意大利数学家卡尔达诺（1501－1576）用来打捞沉船。怀丙打捞铁牛（两种方法）。
液体的表面张力现象
表面张力是发生在液体面上的各部分互相作用的力，它是液体所具有的性质之一。表面薄膜、肥皂泡、球形液滴等都是由于表面张力而形成的。
宋代张世南在《游宦纪闻》卷二中曾记载了一种检验桐油好坏的方法。他说：“验真桐油之法，以细篾一头作圈状，入油蘸。若真者，则如鼓面挽（mán）圈子上。渗有假，则不着圈上矣。”这种用竹蔑圈试桐油好坏的方法，虽然见于宋代的书籍，在这以前人们一定早已在应用了。
我们现在知道，液体能不能附着在这样的竹蔑圈上，和它的表面张力大小有关。而表面张力也和液体里含的杂质有关。液体含杂质，会使液体表面张力大大减小。因此，如果桐油里含的杂质比较多，它的表面张力比较小，就不能在竹篾圈上形成一层鼓面状薄膜。我国古代测试桐油好坏的方法，表明人们在实践中掌握了关于表面张力的科学道理。今天学校里给学生演示表面张力现象的常用仪器，也就是一个圆圈，只是一般不用竹篾而用铁丝做成的罢了。
据载，明熹宗朱由校（1605—1627）玩过肥皂泡。当时人称它“水圈戏”。方以智（1611—1671）说：“浓碱水入秋香末，蘸小篾圈挥之，大小成球飞去。刘若愚言，熹宗能戏，以水抛空中成圈。”（《物理小识》卷十二《水圈戏》）
水的表面张力虽然不算大，但是如果把像绣花针那样的比较轻的物体小心地投放水面（特别是布满气泡的水面），针也能由于水的表面张力而不下沉。我国古代的妇女们就利用这种现象于每年七月七日（农历）进行“丢针”的娱乐活动。明代刘侗（约1594—约1637）、于奕正合写的《帝京景物略》一书卷二《春场》中在记述“丢针”时写到，由于“水膜生面，绣针投之则浮。”这些话表明当时的人们已经提出了表面张力的物理效应的问题。
虹吸管和大气压力
虹吸管，在古代叫“注子”、“偏提”、“渴乌”或“过山龙”。东汉末年出现了灌溉用的渴乌。北魏道士李兰做称漏，也用了渴乌。西南地区的少数民族用一根去节弯曲的长竹管饮酒，也是应用了虹吸的物理现象。宋代曾公亮在《武经总要前集》卷六《寻水泉法》中，有用竹筒制作虹吸管把被峻山阻隔的泉水引下山的记载。
在生产和生活的实践中，我国古代还应用了唧筒。唧筒作为战争中一种守城必备的灭火器，在军事书中经常讲到。宋代苏轼（1037—1101）的《东坡志林》卷四中，曾经记载四川盐井中用唧筒来把盐水吸到地面，它说，以竹为筒，“无底而窍其上，悬熟皮数寸，出入水中，气自呼吸而启闭之，一筒致水数斗。”明代俞贞木的《种树书》中也讲到用唧筒激水来浇灌树苗的方法。
我们知道，虹吸管一类的虹吸现象是由于大气压力的作用而产生的。唧筒也是这样。正是由于广泛使用了虹吸管和卿筒一类器具，有关它们吸水的道理也就引起了古代人的探讨。
南北朝时期成书的《关尹子·九药篇》中说：“瓶存二窍，以水实之，倒泻；闭一则水不下，盖（气）不升则不降。”这里讲的有两个小孔的瓶子能倒出水，闭住一个小孔就倒不出水，这个现象