《物理必知：杠杆原理全解析+考点精讲+实战试题》

杠杆原理基础概念

　　杠杆原理，亦称“杠杆平衡条件”，是物理学中一个至关重要的概念。它指出，为了使杠杆达到平衡状态，作用在杠杆上的两个力矩（即力与力臂的乘积）必须大小相等。古希腊科学家阿基米德曾有一句名言：“给我一个支点，我就能撬起整个地球！”这句话生动形象地阐述了杠杆原理的神奇之处。

　　杠杆平衡原理的公式表达为：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。其中，动力是驱动杠杆转动的力量，阻力则是阻碍杠杆转动的力量。力臂，作为支点到力的作用线的垂直距离，又细分为动力臂和阻力臂。

　　杠杆的三大核心要素包括：动力、阻力和支点。这三个要素共同构成了杠杆的基本框架，决定了杠杆的运动特性和平衡状态。

　　根据动力臂与阻力臂之间的相对长度，杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆三大类。

　　省力杠杆的特点是动力臂大于阻力臂，因此能够省力但费距离。例如，铡刀、开瓶器、扳手、撬棍、指甲刀、动滑轮、千斤顶、订书机、门、老虎钳、羊角锤（拔钉子用）、剪铁皮的剪刀及剪钢筋用的剪刀等，都是省力杠杆的典型代表。

　　费力杠杆则相反，其动力臂小于阻力臂，因此费力但省距离。这类杠杆包括钓鱼竿、镊子、筷子、手臂、扇子、汤勺、起重机、缝纫机脚踏板、晾衣杆、船桨、裁缝用的剪刀、理发师用的剪刀、手握钢笔写字以及用长扫帚扫地等。

　　等臂杠杆的特点是动力和阻力相等，因此既不省力也不费力，且移动距离不变。天平、定滑轮等就是等臂杠杆的实例。

　　早在2300多年前，我国古代思想家墨子的《墨经》中就已包含了丰富的物理学知识，包括力学、光学、几何学以及工程技术等方面。《墨经》中详细论述了力、力系的平衡以及杠杆、斜面等简单机械的原理，同时还记载了关于小孔成像和平面镜、凹面镜、凸面镜成像的观察研究。

　　1.（单选题）下列生活用品在使用过程中利用了省力杠杆原理的是( )。
A.筷子
B.钓鱼竿
C.天秤
D.起瓶器
答案：D

　　2.（多选题）物理原理在日常生活中被广泛运用，给人们带来了很大的便利，例如杠杆原理。下列工具运用到杠杆原理的有( )。
A.筷子
B.扳手
C.撬棍
D.指甲刀
答案：BCD

　　3.（单选题）杠杆是生活中最常见的简单机械。下列属于费力杠杆的是( )。
A.老虎钳
B.鱼竿
C.动滑轮
D.扳手
答案：B

　　4.（判断题）不倒翁的设计运用到杠杆原理。( )
A.正确
B.错误
答案：A