一、杠杆原理详解

1. 杠杆定义及组成要素

定义：在力的作用下，绕固定点转动的硬棒即为杠杆。

支点、动力及阻力：杠杆可绕其转动的固定点称为支点，用O表示；使杠杆转动的力称为动力，用F1表示；阻碍杠杆转动的力称为阻力，用F2表示。

动力臂与阻力臂：动力臂是从支点到动力作用线的距离，用l1表示；阻力臂是从支点到阻力作用线的距离，用l2表示。这两者的长度决定了杠杆的平衡状态。

画力臂方法：简单来说就是找支点、画力线、连距离、标标签。

2. 杠杆的平衡条件及应用

平衡条件：杠杆平衡是指杠杆静止或匀速转动，这时的动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，即F1l1=F2l2。这一原理是解决杠杆平衡问题的关键。

动力最小问题：在解决杠杆平衡问题时，为了使动力最小，必须使动力臂最大。这需要在杠杆上找到一点，使这点到支点的距离最远，且动力方向应过该点且和该连线垂直。

二、滑轮的工作原理及种类

1. 定滑轮

定义及实质：定滑轮是中间的轴固定不动的滑轮，其实质为等臂杠杆。

特点及作用：使用定滑轮不能省力，但能改变动力的方向。

2. 动滑轮

定义及实质：动滑轮是和重物一起移动的滑轮，实质上是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。

特点及作用：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

3. 滑轮组

定义及特点：滑轮组是由定滑轮和动滑轮组合而成，它既能省力又能改变动力的方向。

组装方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数，然后结合“奇动偶定”的原则组装滑轮。

三、机械效率相关内容

1. 有用功及额外功

有用功：指对人们有用的功，计算公式为W有用＝Gh（提升重物）。

额外功：并非我们需要但又不得不做的功，计算公式根据理想情况动滑轮和滑轮组有所不同。

2. 提高机械效率的方法

方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦是提高机械效率的有效途径。

四、功的原理及应用

内容：使用机械时，人们所做的功都不会少于直接用手所做的功。这一原理适用于任何机械。

说明及应用：虽然使用机械不能省功，但人类仍然使用它是因为机械能带来便利如省力、省距离或改变力的方向等。在理想情况下，人们所做的功等于直接用手对重物所做的功。