周瑩瑩
巨大的吊車可以輕松地將火車提起,挖土機可以將數(shù)噸重的土石挖出,機械設備是人類文明發(fā)展的成果,使工作效率大大地提高了。而這神奇的力量從何而來呢?
“撬動地球”從杠桿開始
早在公元前200多年,偉大的古希臘哲學家、數(shù)學家、物理學家阿基米德曾說過:“給我一個支點,我能撬起整個地球?!?/p>
下面就讓我們來體驗一下杠桿是如何起作用的。
實驗器材:一支筆、一把尺子、一個小物體
實驗方法:
1.把筆放平,將尺子的20cm處置于筆上,這樣尺子與筆相交的位置,可以看作是支點。
2.將一個小物體放在尺子0cm處,作為受力點,在尺子的30cm處用手指向下按,作為施力點。感受將物體抬起時手指施加的力度。
3.移動小物體的位置,即改變受力點的位置。感受將物體抬起時手指施加的力度有什么變化。
4.改變支點的位置,再試試看。
我們會發(fā)現(xiàn),隨著小物體的位置向支點靠近,要將物體抬起,手指施加的力量在逐漸變小。當物體非常接近支點時,只需要很小的力氣,就可以將其抬起。這就是為什么阿基米德說:“給我一個支點,我能撬起整個地球?!?/p>
杠桿原理在生活中有著極其廣泛的應用,小到剪子、筷子,大到起重機、吊車。它還有一個最著名的應用,那就是用來稱重量的桿秤。如今,桿秤在我們的日常生活中已經(jīng)不太常見了,在從前它可是最常用的稱重工具,不光是去菜市場買菜會看到,甚至家里也會備一只桿秤。
自制桿秤
下面就讓我們利用杠桿原理來制作一個可以稱重量的桿秤。
實驗器材:一根竹筷、較結(jié)實的細線、塑料瓶底部、小刀、小重物
實驗方法:1.在塑料瓶底的側(cè)面同樣高度的位置,均勻地打三個孔。
2.將三根長度相等的細線通過塑料瓶底的三個孔,并在適當長度的位置打結(jié),將塑料瓶底做成一個可以保持水平的秤盤。
3.用小刀在筷子較粗的末端切出一個凹槽,當作秤桿,把秤盤在凹槽處固定好。
4.再將一根稍短的細線系在靠近末端的位置,作為提繩。
5.用細線拴住一個小重物掛在筷子上,作為秤砣。小重物可以是一個指甲刀,也可以是一串鑰匙。
這樣,我們的小秤就做好了。拎起提繩,在秤盤上放不同的小物體,調(diào)整秤砣的位置,使秤桿保持水平。你會發(fā)現(xiàn):當稱量的物體較輕時,秤砣會距離提繩近一些;當稱的物體較重時,秤砣會距離提繩遠一些!如果稱一些已知重量的物體,就可以給這個小秤標出刻度了!
蹺蹺板、開瓶器、鉗子……仔細觀察我們周圍的世界,看看還能發(fā)現(xiàn)哪里有杠桿原理的影子!