?? ? 杠桿和滑輪都是日常生活中十分常見(jiàn)的物品，但還是有很多人搞不清楚它們的工作原理，那現(xiàn)在就帶著你復(fù)習(xí)一遍吧！

杠桿?

? ? ?杠桿，如圖所示的三種常見(jiàn)杠桿，依次是省力杠桿、等臂杠桿、費(fèi)力杠桿。

? ? ? 省力杠桿，即動(dòng)力臂大于阻力臂的杠桿，比如撬棍、開(kāi)瓶器等，它們的優(yōu)點(diǎn)是省力，但缺點(diǎn)也很明顯，那就是費(fèi)距離。

? ? ? 等臂杠桿，即動(dòng)力臂等于阻力臂的杠桿，比如蹺蹺板、天平等，它們的特點(diǎn)既不省力，也不費(fèi)距離。

? ? ? 費(fèi)力杠桿，即動(dòng)力臂小于阻力臂的杠桿，比如筷子、鑷子等，它們的優(yōu)點(diǎn)是省距離，但缺點(diǎn)也很明顯，那就是費(fèi)力。

? ? ??從中我們可以很容易地得出杠桿平衡的條件：

? ? ? ? ? ? ??用字母表示也就是

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? ? ? ?在不計(jì)摩擦力的情況下，杠桿的機(jī)械效率為100%，但不存在既省力又可以省距離的杠桿。

滑輪

? ? ? 滑輪是一個(gè)中間有槽，能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小輪，分為兩種，動(dòng)滑輪和定滑輪，它們都有各自的特點(diǎn)。

? ?? ?如左圖，定滑輪即軸固定不動(dòng)的小輪，實(shí)質(zhì)是一個(gè)的等臂杠桿，因此它不省力也不費(fèi)距離，但它可以改變力的方向。

? ? ? 定滑輪特點(diǎn)（不計(jì)摩擦力）：

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? ? ??如右圖，動(dòng)滑輪即跟隨物體移動(dòng)的小輪，實(shí)質(zhì)是一個(gè)的省力杠桿，因此它可以省一半力，但費(fèi)距離，也不可以改變力的方向。

? ? ? 動(dòng)滑輪特點(diǎn)（不計(jì)摩擦力）：

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? ? ? 定滑輪可以改變力的方向，動(dòng)滑輪可以省里，我們可以通過(guò)滑輪組將兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，做到既省力也可以改變力的方向，但不存在既省力又可以省距離的滑輪。

? ? ? 滑輪組特點(diǎn)（不計(jì)摩擦力）：

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注：“n”表示承擔(dān)物重繩子的段數(shù)。?

? ? ? 往往定滑輪的機(jī)械效率要比定滑輪高，同一滑輪組，提起的物體越重，機(jī)械效率越高。

機(jī)械效率

? ? ??在上文中多次提到了機(jī)械效率，那什么是機(jī)械效率呢？

? ? ??機(jī)械效率，是衡量機(jī)械系統(tǒng)執(zhí)行效率的指標(biāo)。它通常是機(jī)械系統(tǒng)提供的功率與提供給它的功率的比率，并且由于摩擦，該效率始終小于1。對(duì)于簡(jiǎn)單的機(jī)器，例如杠桿和千斤頂，效率是提升的實(shí)際負(fù)載除以傳遞的理論力。

? ? ? 機(jī)械效率是一個(gè)物體在單位時(shí)間內(nèi)做的有用功與總功的比值，其中用“η”表示機(jī)械效率，“W有”表示有用功，“W總”表示總功，那么機(jī)械效率可用這個(gè)表示：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? %

? ? ? 此外，這個(gè)式子在計(jì)算滑輪（組）豎直提升重物時(shí)還可以變形為：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??%? ? ? ?%

注：不計(jì)繩重、輪重和摩擦。

? ? ? 在計(jì)算斜面摩擦力時(shí)，可以變形為：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%

? ? ? 在實(shí)際生活中，我們可以通過(guò)降低摩擦力等方法來(lái)提高機(jī)械效率，但無(wú)論如何都無(wú)法大于等于1。

參考資料：

http://nyq.cn/xkbk_view.asp?xk=6&id=54&xkjx=3

https://baike.baidu.com/item/%E6%9C%BA%E6%A2%B0%E6%95%88%E7%8E%87#:~:text

https://www.britannica.com/technology/mechanical-efficiency

https://baike.sogou.com/v1068033.htm

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