杠杆原理在生活中的应用

王乾

【摘 要】杠杆原理是物理学中一个被广泛应用于生产生活的典范，例如吊机挖土机剪刀等。阿基米德说给我一个支点我能撬动地球。杠杆分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆三类。本文分析了杠杆原理及在社会现实中的应用，具有重要的指导意义。

【关键词】杠杆原理 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆

一、杠杆原理概述

1.杠杆的构成要素

通俗地讲，杠杆就是一根在力作用下能够绕固定点进行转动的硬棒。杠杆有五大要素，分别是支点、动力、阻力及阻力臂和动力臂。如下图1所示。动力是指使杠杆转动的作用力，一般用F1表示；阻力是指阻碍杠杆进行转动的力，一般用字母F2来表示；支点是杠杆达到平衡时的一点即围绕转动的点，一般用字母O来表示；动力臂是指动力和支点之间的距离，一般用字母M来表示；阻力臂是指阻力到支点之间的距离，一般用字母L2来进行表示。

2.杠杆原理及分类

在现实生活中利用杠杆原理时，要选好目的是为了省力还是节省距离。如果是为了省力应当使动力臂大于阻力臂；如果目的是节省距离，应当使动力臂小于阻力臂。根据不同的目的来选取不同的杠杆，因为杠杆无法做到既省力又省距离。只要满足支点、受力点和施力点这三个条件就形成了一个杠杆，支点不在中间也可以形成一个杠杆。

杠杆分为三类，分别是省力杠杆费力杠杆和等臂杠杆。不同的杠杆具有不同的特征并被用于不同的场景。省力杠杆比较省力但是费距离。省力杠杆包括道钉撬、手推车、老虎钳、起子、瓶盖起、羊角锤、修枝和剪铁皮刀等工具。费力杠杆包括人手臂、理发剪刀、裁衣剪刀、船桨、扫帚、脚踏板、钓鱼竿、镊子和筷子等费力杠杆在生活中也是被广泛应用的。定滑轮、天平等等臂杠杆既不省力也不费力，是一种比较均衡的状态，也没有多移动距离。

二、杠杆原理在生活中的运用

2008年我国发生了一件震惊世界的大事，西南四川发生了8级强烈地震。许多建筑物顷刻之间变为废墟，造成了极大的人员和物质损失。由于当地的地形原因，重型救援机械不能在第一时间赶到救援现场，在这种紧急情况下武警战士通过利用木头撬开水泥板等方式抢救了大量的受灾人员。杠杆原理在生活中应用广泛，即使不太懂杠杆原理具体细节的广大老百姓在日常生活中也知道利用杠杆原理来达到省时省力的效果，理论来源于生产并最终服务于生产。

1.在生产生活工具方面

杠杆原理的重点在于省力。在我们的日常生活中不知不觉中已经使用到了了杠杆原理。

在我们的日常生活中有很多利用杠杆原理的工具。自行车作为人们短途出门最方便最常用的的交通工具，它的制造结构和使用很多用到了杠杆原理和其他自然科学方面的知识。自行车在使用过程中不像电车汽车一样耗电耗油，它是基于机械的简单组合上利用力学平衡原理來进行行走的。轮轴装置是大小飞轮、脚踏板与后轮共同组成的，当把动力作用在轴上就比较费力，只有动力作用在轮上才可以省力。车把手省力的方式是阻力臂小于动力臂，因为它在转动时是一个省力杠杆，通过这种方式可以省力。刹车闸也是一个杠杆，利用阻力臂小于动力臂的方式进行省力。

胶把钢丝钳是日常生活维修中的重要工具。它的制造也有效地利用了杠杆原理。胶把是绝缘塑料，对于触电事故等事件有预防作用，同时胶把表面设计了凹凸花纹，能够有效增加摩擦，防止手滑等使手臂的力量得到最大限度的发挥。整把钳利用杠杆原理中的省力杠杆达到最佳的省力效果。

2.在思考和学习方面

在我们的学习过程中，遇到解不开的题目时我们不是一味地闷头自己死抠，而是会求助于周围优秀的同学或者老师来帮我们进行解答，这也是利用了杠杆原理。万事万物都有自己的规律，我们不是自己亲身去摸索实践和探路，而是利用前人已经探索出来的已经被证实了的正确规律，采用拿来主义为我所用。比如学习和高考，已经有很多优秀的学习方法和解题规律，我们要积极地学习和采用。

在现代发达的网络社会，日常生活中我们有疑问和问题时我们都会利用电脑或者手机通过百度谷歌等搜索方式进行查看。有一个词叫做“搜商”，就是在众多的网络信息中进行搜索和整合从而迅速找到自己需要的资料的能力。这也是杠杆原理在信息社会中的应用和发展。

3.在体育训练方面

在体育各项目中极大地利用了杠杆原理来省力，在体育训练上一样采用了杠杆原理通过加大阻力臂缩小力臂或者缩短阻力臂和加大力臂来达到最优的运动效果。因为力臂越长就使发出的动力可以更多地克服阻力，缩短阻力臂同理。在生活中我們都有这样的体会，在提水的时候，水桶越靠近身体越省力气，水桶离身体越远越吃力，这是因为水桶离身体近时阻力臂比较小从而更省力，水桶离身体远的时候阻力臂就比较大。同时，我们在联系举重提拉杠铃时，要特别注意让杠铃离身体尽可能地贴近，从而使阻力臂缩短。利用省下来的力量可以举起更重的杠铃。

练习肌肉力量的重要方法之一是发展肌肉力量，利用杠杆原理通过加大阻力或者增加阻力臂的超量联系可以达到这一目的。利用仰卧起坐可以训练骼腰肌和腹肌，把手放在头上所达到的训练效果要超过手放在脑前，因为前者的腰肌负荷量比较大，所以达到的训练效果就更好，因为手臂屈交胸前和手臂放在身旁所承受的负荷不同。根据同样道理，伸膝举腿会使腰肌和骼腰肌承受更大的负荷，比屈膝举腿更好地训练骼腰肌和腰肌，即肋木举腿。

三、结束语

杠杆原理是日常生活中比较常见常用的简单机械，理解杠杆原理中的支点、动力、阻力及动力臂，并能理解省力杠杆和费力杠杆及等臂杠杆在生活中的使用，利用杠杆原理分析解决现实生活中遇到的问题，努力做到省时省力，对我们具有重要的现实意义。

参考文献

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