機械裝置省力

A. 使用簡單機械式時，省力一定

簡單機械省力是因為增大了距離，你這個范圍太廣了，簡單機械有不少呢，下面我給你說說，希望能給你一些幫助，裡面有名詞概念，也有省力的原理之類的，這些東西都是相互聯系的，你懂得的知識就跳過別看，不懂得就看看。

單機械-【簡單機械】
凡能夠改變力的大小和方向的裝置，統稱「機械」。利用機械既可減輕體力勞動，又能提高工作效率。機械的種類繁多，而且比較復雜。根據伽利略的提示，人們曾嘗試將一切機械都分解為幾種簡單機械，實際上這是很困難的，通常是把以下幾種機械作為基礎來研究。例如，杠桿、滑輪、輪軸、齒輪、斜面、螺旋、劈等。前四種簡單機械是杠桿的變形，所以稱為「杠桿類簡單機械」。後三種是斜面的變形，故稱為「斜面類簡單機械」。不論使用那一類簡單機械都必須遵循機械的一般規律——功的原理。

簡單機械-【杠桿】
用剛性材料製成的形狀是直的或彎曲的桿，在外力作用下能繞固定點或一定的軸線轉動的一種簡單機械。其上有支點（用O表示），動力（F）作用點，阻力（W）作用點，杠桿的固定轉軸就是通常所說的「支點」，從轉軸到動力作用線的垂直距離叫「動力臂」，從轉軸到阻力作用線的垂直距離叫「阻力臂」。上述就是通常所講的三點兩臂。由於杠桿上三點的位置不同，即產生不同的受力效果。

【杠桿原理】
亦稱「杠桿平衡條件」。要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個力（動力和阻力）的大小跟它們的力臂或反比。動力×動力臂=阻力×阻力臂，用代數式表示為
F· L1=W·L2
式中，F表示動力，L1表示動力臂，W表示阻力，L2表示阻力臂。從上式可看出，欲使杠桿達到平衡，動力臂是阻力臂的幾倍，動力就是阻力的幾分之一。在使用杠桿時，為了省力，就應該用動力臂比阻力臂長的杠桿；如欲省距離，就應該用動力臂比阻力臂短的杠桿。因此使用杠桿可以省力，也可以省距離。但是，要想省力，就必須多移動距離；要想少移動距離，就必須多費些力。要想又省力而又少移動距離，是不可能實現的。

簡單機械-【動力】
任何機械，不論是簡單的還是復雜的，在工作時，總要受到兩種力的作用：一種是推動機械的力叫作「動力」，另一種是阻礙機械運動的力叫作「阻力」。動力可以是人力，也可以是畜力、風力、電力、水力、蒸汽壓力等，阻力除了我們要克服的有用阻力之外，還有一些是不可避免的無用阻力。

簡單機械-【作用線】
通過力的作用點沿力的方向所引的直線，叫作「力的作用線」。

簡單機械-【動力臂】
從支點到力的作用線的垂直距離叫「力臂」。從支點到動力的作用線的垂直距離L1叫作「動力臂」；從支點到阻力的作用線的垂直距離L2叫作「阻力臂」。如果把從動力點到支點的棒長距離作為動力臂，或把從阻力點到支點的棒長距離作為阻力臂，這種認識是錯誤的。這是因為對動力臂和阻力臂的概念認識不清所致。

簡單機械-【阻力臂】
見動力臂條。

簡單機械-【轉動軸】
轉動是常見的一種運動。當物體轉動時，它的各點都做圓周運動，這些圓周的中心在同一直線上，這條直線叫做「轉動軸」。門、窗、砂輪、電動機的轉子等都有固定轉軸，只能發生轉動，而不能平動。幾個力作用在物體上，它們對物體的轉動作用決定於它們的力矩的代數和。若力矩的代數和等於零，物體將用原來的角速度做勻速轉動或保持靜止。

簡單機械-【三類杠桿】
對杠桿的分類一般是兩種方法。第一種是以支點、阻力點和動力點所處的位置來分的；另一種是按省力或費力來區分的。無論怎樣來劃分，總離不開省力、費力、不省力也不費力這幾種情況。分別簡述如下：
第一種分類法
第一類杠桿：是動力F和有用阻力W分別在支點的兩邊。這類杠桿

不省力也不費力。例如，剪金屬片用的剪刀，刀口很短，它的機械利益遠大於1。這是因為金屬板很硬，刀口短，刀把長，即動力臂大於阻力臂，可以少用力。屬於這種情況的杠桿還有克絲鉗等。家庭裁衣剪布用的剪刀，把與刃基本是等長的，即動力臂等於阻力臂，屬於不省力也不費力的類型。因為布的厚度較薄，不需太大的力，剪布要直故刀口要長些，為此用力不大，布剪的也直。屬於這種類型的還有物理天平。又如理發用的剪刀，刀口很長，即動力臂小於阻力臂，它的機械利益小於1。這是因為剪發本來不需要多大的力，刀口長一些，能夠剪得快一些和齊一些。
第二類杠桿：是支點和動力點分別在有用阻力點的兩邊。這類杠桿的動力臂大於阻力臂，其機械利益總是大於1，所以總是省力的。例如，用鍘刀鍘草、獨輪車等都是這類杠桿。
第三類杠桿：是支點和有用阻力點分別在動力點的兩邊，這類杠桿的動力臂小於阻力臂，其機械利益總是小於1，所以總是費力的。例如，縫紉機的腳踏板、夾食品的竹夾子都屬於這類杠桿。
第二種分類法
第一類杠桿：是省力的杠桿，即動力臂大於阻力臂。例如，羊角錘、木工鉗、獨輪車、汽水板子、鍘刀等等。
第二類杠桿：是費力的杠桿，即動力臂小於阻力臂。如鑷子、釣魚桿、理發用的剪刀。
第三類杠桿：不省力也不費力的杠桿，即動力臂等於阻力臂。其機械利益等於1。如夭平、定滑輪等。

簡單機械-【機械利益】
表示機械省力程度的物理量。機械雖然絕對不能省功，但可以省力。使機械作功的力稱為「動力」（F），阻礙機械作功的力稱為「阻力」（P）。使用機械的目的，在於使用很小的動力而與阻力平衡。所謂機械利益（A），就是機械的有用阻力（P）跟動力（F）

小於1。
機械利益＞1時，省力費時，凡省力的機械，其機械利益必大於1。例如，獨輪車、鉗子、起子、省力的杠桿等都是省力的機械。機械利益=1時，不省力，也不費力。例如物理天乎。機械利益＜1時，費力省時，例如竹夾、火鉗等。機械利益是由實際測得的有用阻力和動力的大小所決定。由於機械潤滑情況的不同，在克服同樣的有用阻力時，亦有所不同。機械潤滑得不好，無用阻力大，需要動力也大，機械利益就小些；機械潤滑得好，無用阻力小，需要的動力也小，機械利益就大些。新生產出的機器需要磨合，汽車出廠要用上一段時間，目的是使其摩擦阻力減小。但機器陳舊，機件磨損，又會增加阻力。

簡單機械-【杠桿的應用】
不同類型杠桿各具有不同的特點和用途。掌握了杠桿原理，就可根據需要有意識地選用不同類型的杠桿來使用。應明確：省力杠桿省力但要多移動距離，費力杠桿費力但省距離，等臂杠桿不省力也不省距離，又省力又省距離的杠桿是沒有的。有的杠桿是否省力或省距離，不是永恆不變的。根據使用情況的不同，會由省力變為省距離。例如，用鐵鍬鏟土，往車上裝土的過程都會有所改變。鏟土時支點在動力點及阻力點之間，在裝土時動力點在支點與阻力點之間。為此，在使用杠桿時應注意幾點：
1.解答杠桿問題時，必須根據題意畫出示意圖，在圖上標出杠桿的支點、動力作用線和阻力作用線。同時用線段標明動力臂和阻力臂的大小，再根據杠桿平衡條件，列出方程，進行計算。
2.力臂是一個重要的概念。力臂是從支點到力的作用線的垂直距離，不要理解為力臂是從支點到力的作用點的長度。動力和阻力都是指作用在同一杠桿上的力，而不是作用在重物或其他物體上的力。
3.畫杠桿示意圖的方法：
（1）畫出杠桿：用粗直線表示直杠桿，用變曲的粗線表示曲杠桿。
（2）在杠桿轉動時找出支點，並在支點旁用箭頭表示杠桿轉動的方向。
（3）根據轉動方向判斷動力、阻力的方向。動力、阻力的作用點應畫在杠桿上，可用力的示意圖表示。
（4）用虛線表示力的作用線的延長線和力臂。
4.杠桿的平衡條件，適用於任意一個平衡位置上，所謂杠桿的平衡是指杠桿靜止不轉動或勻速轉動。

簡單機械-【桿秤】
它是測量物體質量的量度工具，是以提紐為轉動軸，根據杠桿平衡原理製造的。桿秤主要由秤桿、秤砣、秤鉤（或秤盤）等構成。如圖1-23所示。G表示桿秤的重力，B點是它的重點，未掛重物時若將

A點即為桿秤的「定盤星」。在秤鉤上加物W後，將秤砣從A點移到A＇

力G相對應的刻度A＇的位置。桿秤是我國勞動人民所發明並使用已久的測量工具，舊秤以斤，兩為單位計量，目前以千克計量。

簡單機械-【力矩】
又叫「轉矩」，是表示力對物體作用時，使物體發生轉動或改變轉動狀態的物理量。力矩是矢量。力矩的大小等於力與從轉軸到力的作用線的垂直距離之乘積。如果物體所受的力不在垂直於轉軸O的平面內，就必須把力分解成兩個分力：一個分力與轉軸平行；另一個分力是在轉動的平面內。只有轉動平面內的分力才可能改變物體的轉動狀態。因此，在力矩等於力跟力臂乘積的計算中，應理解力是在它的作用點的轉動平面內的分力。如這一點在力的作用線上，則力矩為零。如果若干個力同時作用在一個物體上，則合力矩是所有分力矩的代數和。一個處於平衡的物體，順時針方向力矩的和等於逆時針方向力矩的和，在國際單位制中，力矩的單位是米·牛頓。其方向用右手螺旋法則決定。在中學階段，因為只研究有固定轉軸的物體的平衡，力矩就只有兩種轉向。規定物體逆時針轉動的力矩為正，使物體順時針轉動的力矩為負。力矩愈大，使物體轉動狀態發生改變的效果就愈明顯。用大小相同的力推門時，力的作用點離轉軸愈遠，且方向垂直於門，力臂愈大，則推門愈省力。

簡單機械-【力偶】
大小相等、方向相反，但作用線不在同一直線上的兩個力叫作「力偶」。用雙手攻螺紋或用手旋鑰匙、水龍頭時，所施加的作用常是力偶。它能使物體發生轉動，或改變其轉動狀態。汽車駕駛員雙手轉動轉向盤時所施加的一對力就是一個力偶。力偶的轉動效果決定於力偶矩的大小。力偶矩等於其中任何一個力的大小和兩力作用線之間的垂直距離（力偶臂）的乘積。如圖1-24所示。如果作用力F的方向跟AB垂直，AB的長度等於d，那麼這個力偶的力偶矩（M）為：
M=±Fd。
式中Fd為力偶矩的大小，符號用來表示力偶的轉向。規定力偶逆時針轉向取「+」，反之取「-」（也可規定，力偶順時針轉向取「+」，那麼力偶逆時針轉向就取「-」）。應注意：力偶中力的方向不跟AB垂直時，應像力矩那樣分解成垂直分量，再進行計算。力偶的轉矩（即力偶矩）和所繞著轉動的點無關。由於力偶的合力為零，它不能使物體產生位移，只能使物體發生轉動或改變物體的轉動狀態。

簡單機械-【力偶矩】
簡稱為「力偶的力矩」，亦稱「力偶的轉矩」。力偶是兩個相等的平行力，它們的合力矩等於平行力中的一個力與平行力之間距離（稱力偶臂）的乘積，稱作「力偶矩」，力偶矩與轉動軸的位置無關。力偶矩是矢量，其方向和組成力偶的兩個力的方向間的關系，遵從右手螺旋法則。對於有固定軸的物體，在力偶的作用下，物體將繞固定軸轉動；沒有固定軸的物體，在力偶的作用下物體將繞通過質心的軸轉動。

簡單機械-【力偶臂】
力偶之兩個力之間的垂直距離。見力偶條圖1-24所示。

簡單機械-【輪軸】
是固定在同一根軸上的兩個半徑不同的輪子構成的杠桿類簡單機械。半徑較大者是輪，半徑較小的是軸。從形式上看是圓盤，但從實質上看起來只有它們的直徑或半徑起力學作用。用R表示輪半徑，也就是動力臂；r表示軸半徑，也就是阻力臂；O表示支點。當輪軸在作勻速轉動時，動力×輪半徑=阻力×軸半徑，所以輪和軸的半徑相差越大則越省力。上式動力用F表示，阻力用W表示，則可寫成FR=Wr。

即利用輪軸可以省力。若將重物掛在輪上則變成費力的輪軸，但它可省距離。輪軸的原理也可用機械功的原理來分析。輪軸每轉一周，動力功等於F×2πR，阻力功等於W×2πr。在不計無用阻力時，機械的

日常生活中常見的轆轤、絞盤、石磨、汽車的駕駛盤、手搖卷揚機等都是輪軸類機械。

簡單機械-【滑輪】
滑輪是屬於杠桿變形的一種簡單機械，是可以繞中心軸轉動的，周圍有槽的輪子。使用時，根據需要選擇。滑輪可分為定滑輪、動滑輪、滑輪組、差動滑輪等。有的省力，有的可以改變作用力的方向，但是都不能省功。

B. 自行車的腳踏板是費力裝置還是省力裝置

A 、自行車的腳踏板是輪軸，輪半徑大於軸半徑，在使用時動力臂大於阻力臂，是省力機械，故 A 不符合題意； B 、旗桿頂的定滑輪是等臂杠桿，動力臂等於阻力臂，既不省力也不費力，故 B 符合題意； C 、水管上的水龍頭是輪軸，輪半徑大於軸半徑，在使用時動力臂大於阻力臂，是省力機械，故 C 不符合題意； D 、大門上的門把手是輪軸，輪半徑大於軸半徑，在使用時動力臂小於阻力臂，是省力機械，故 D 不符合題意； 故選 B ．

C. 為什麼機械效益大於1時機械才省力

其實這種說法不正確，使用機械可以省力，而機械效率等於有用功/總功，機械效率大於1意味著有用功大於總功，而這是不可能的。
任何機械都不能省功。

D. 最能夠省力的機械是動滑輪還是滑輪組，這是一個2選1的選擇題，應該選哪一個

一個動滑輪只能省力一半，而滑輪組可以多配幾組動滑輪，當然更省力。選滑輪組。

E. 杠桿和滑輪組合的機械裝置結構越復雜，越省力嗎

現實中考慮摩擦阻力，越復雜的機械機械效率越低（一樣的材料），那麼，杠桿和滑輪組合的機械裝置結構越復雜，就不一定越省力了。花在克服摩擦力做功上的力會變大。

F. 杠桿和滑輪組合的機械裝置結構越復雜,越省力嗎 舉個例子

現實中考慮摩擦阻力,越復雜的機械機械效率越低（一樣的材料）,那麼,杠桿和滑輪組合的機械裝置結構越復雜,就不一定越省力了.花在克服摩擦力做功上的力會變大.

G. 功率越大的機械越省力嗎

功率大和省力沒有直接聯系！功率是指物體在單位時間內所做的功。機械裝置是否省力取決於機械裝置力學結構、傳動結構是否合理，各運動副阻力大小！

H. 使用簡單機械，有時可以省力，有時可以省距離，但不能省______

很顯然是c輪軸，因為：
這個問題靠你的是這些機械裝置是「省力」還是「省距離」。從能量守恆的角度看，一個裝置如果省距離，那麼一定費力。要想省力，就一定費距離。明白了這個道理，做這個題就不難了。
對於定滑輪，力和距離都不省；斜面省力，不省距離，因為你推著箱子上斜面，用的力氣肯定比直接抱著箱子上要省力；滑輪組不必多說了，很省力，也很費距離；對於輪軸，他可以省力，也可以省距離，就看我們把重物放在粗的部位還是細的部位。如果我們把重物吊在粗的部位，那麼他就是費力的，你得施加大於重物的力量，才能夠吊動它，相應的你拉一小段距離，重物會上升一大段距離，因此是省距離的。
我解釋的最透徹，不但告訴你為什麼，還講清楚了這類題的解題思路，給分吧，謝謝。

I. 在工作中，能使我們省力或方便的裝置叫做機械。想螺絲刀、釘錘、剪子這些構造簡單的機械，又叫_________。

簡單機械。

簡單機械，是最基本的機械，是機械的重要組成部分。簡內單機械是人運用力的基容本機械元件。在人類最早期的偉大發明發現中，對工具、火與語言的掌握，使得人類最終從一般動物中脫離出來。而簡單機械，則是人在改造自然中運用機械工具的智慧結晶，是牛頓力學（向量力學）研究的重要對象。

(9)機械裝置省力擴展閱讀：

機械效率<1時，省力費時，例如，獨輪車、鉗子、起子、省力的杠桿等都是省力的機械。機械效率=1時，不省力，也不費力。例如物理天枰。機械效率<1時，也可能費力省時，例如竹夾、火鉗等。機械利益是由實際測得的有用阻力和動力的大小所決定。

由於機械潤滑情況的不同，在克服同樣的有用阻力時，亦有所不同。機械潤滑得不好，無用阻力大，需要動力也大，機械效率就小些；機械潤滑得好，無用阻力小，需要的動力也小，機械效率就大些。

新生產出的機器需要磨合，汽車出廠要用上一段時間，目的是使其摩擦阻力減小。但機器陳舊，機件磨損，又會增加阻力。