朱兆躍
同學(xué)們,你們欣賞過(guò)吳奇隆主演的偶像抗日劇《向著炮火前進(jìn)》嗎?劇中的主人公雷子楓和八路軍戰(zhàn)士們?cè)趫F(tuán)城保衛(wèi)戰(zhàn)中,用土制的拋石機(jī)(如圖1)把點(diǎn)燃的炸藥包從城頭拋向遠(yuǎn)方的日寇炮兵陣地上,成功地摧毀了敵人先進(jìn)的大炮.那場(chǎng)面讓我們熱血沸騰.他們?yōu)閲?guó)捐軀的赤子之誠(chéng),讓人感動(dòng),他們的聰慧令我們敬佩.在感動(dòng)與敬佩之余你們是否想過(guò),他們所使用的拋石機(jī)就是利用學(xué)過(guò)的杠桿原理工作的.其實(shí)杠桿的應(yīng)用在日常生活中無(wú)處不在.
餐飲篇
我們每天吃飯用的筷子,可謂是我國(guó)的國(guó)粹.它既輕巧又靈活,在世界各國(guó)的餐具中獨(dú)樹(shù)一幟,被西方人譽(yù)為“東方的文明”.筷子古稱(chēng)“箸”,我國(guó)有史記載的用筷子的歷史已有3000多年.筷子其實(shí)就是兩個(gè)費(fèi)力杠桿的組合(如圖2).它的支點(diǎn)是兩根筷子的交點(diǎn)或大拇指與筷子接觸的那一點(diǎn),動(dòng)力就是其他手指施加的力.動(dòng)力臂就是支點(diǎn)到動(dòng)力的作用線的距離;阻力就是由于所夾取的物體對(duì)筷子施加的力,阻力臂則就是支點(diǎn)到阻力的作用線的距離.(圖3)
當(dāng)池塘邊柳樹(shù)上的知了在為夏天歌唱的時(shí)候,我們常用瓶蓋起子(如圖4)為勞作了一天的爸爸開(kāi)一瓶啤酒,或給自己開(kāi)一瓶汽水消暑.你能分析出支點(diǎn)是哪一點(diǎn),并說(shuō)出它的動(dòng)力和阻力來(lái)嗎?餐飲方面我們常用的杠桿還有食品夾子、核桃?jiàn)A子等.
衡器篇
天平是測(cè)質(zhì)量的工具,它的橫梁實(shí)質(zhì)是等臂杠桿.在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期人們已掌握了杠桿原理,戰(zhàn)國(guó)中期在楚中一帶就已經(jīng)廣泛使用天平和砝碼稱(chēng)量黃金,在宋朝時(shí)期就出現(xiàn)了準(zhǔn)確度達(dá)到1厘(40mg)的天平,標(biāo)志著當(dāng)時(shí)天平的制作已具有相當(dāng)高的技術(shù)水準(zhǔn).“天地間有桿秤”,秤是公平公正的象征,一樁樁交易就在秤砣與秤盤(pán)的此起彼伏間完成.說(shuō)的就是我們?cè)谏钪凶畛S玫臈U秤(如圖5).桿秤是秤的一種,是利用杠桿平衡原理來(lái)稱(chēng)質(zhì)量的簡(jiǎn)易衡器,由木制的帶有秤星的秤桿、金屬秤錘、提鈕等組成.桿秤是人類(lèi)發(fā)明的各種衡器中歷史最悠久的一種.在中國(guó)湖南長(zhǎng)沙東郊楚墓出土的公元前700年前的文物中,已有各種精制的砝碼、秤桿、秤盤(pán)、系秤盤(pán)的絲線和提繩等.同學(xué)們能用自己靈巧的雙手制作一架天平或桿秤嗎?
交通、建設(shè)篇
在交通、建設(shè)方面用到的杠桿更多,人們正是靠這些工具提高了工作效率.例如,撬棒、鋼絲鉗、剪鐵皮的剪刀、鍘刀、羊角錘、手推車(chē)、鐵鍬、縫紉機(jī)踏腳板(圖6)、汽車(chē)的剎車(chē)裝置(圖7)、起重機(jī)的吊臂(圖8)、園藝師傅用來(lái)修枝的剪刀、自行車(chē)的車(chē)把、車(chē)把上的閘、定滑輪、動(dòng)滑輪等.
我們知道杠桿可以分為三類(lèi):省力杠桿、費(fèi)力杠桿、等臂杠桿.你能不能給上面提到的杠桿分一下類(lèi)?這些杠桿又能分別給我們帶來(lái)什么好處呢?
休閑、健康篇
“蓬頭稚子學(xué)垂綸,側(cè)坐莓苔草映身.路人借問(wèn)遙招手,怕得魚(yú)驚不應(yīng)人.”釣魚(yú)是一項(xiàng)老少咸宜的有益身心健康的活動(dòng),是我們走出戶(hù)外,走進(jìn)自然,親近自然的一種休閑方式.釣魚(yú)竿是一種費(fèi)力杠桿(圖9),魚(yú)竿上與后面的手接觸的點(diǎn)是支點(diǎn),前面那只手施加的力是動(dòng)力,釣線施加的力是阻力.魚(yú)竿給我們帶來(lái)省距離的好處.
更為有趣的是在我們?nèi)梭w中也有許許多多的杠桿在起作用.拿起一件東西,鍛煉身體時(shí)彎一下腰,點(diǎn)一下頭或抬一下頭,甚至翹一下腳尖都是人體的杠桿在起作用.當(dāng)我們把腳翹起來(lái)的時(shí)候(如圖10),腳尖是支點(diǎn),腳跟后面的肌肉施加的力是動(dòng)力,體重是阻力.肌肉的拉力比體重要小,屬于省力杠桿,腳越長(zhǎng)越省力.
同學(xué)掰手腕時(shí)前臂也是杠桿,請(qǐng)思考當(dāng)兩人力氣相當(dāng)時(shí)前臂一長(zhǎng)一短哪個(gè)獲勝的可能性大一些呢?
生活中的杠桿還有很多很多,同學(xué)們,用你們的慧眼去發(fā)現(xiàn)吧!