王进

简单机械概念较为抽象，理解上容易发生错误.下面对简单机械概念中易错点进行简要辨析.

一、使用杠杆时省距离与费距离

在讲杠杆分类时，杠杆分为三类：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆.由于教师的解释不够，有些学生误认为省力杠杆的费距离是指动力臂比阻力臂长，省或费的是两力臂的差距.其实不然，实际是指动力作用点移动的距离与阻力作用点距离的比较.省距离是动力作用点移动的距离比阻力作用点距离小，费距离是动力作用点移动的距离比阻力作用点距离大.

阿基米德说过一句豪言壮语：“给我一个支点，我就能撬起地球！”学习了杠杆的平衡，知道杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂.只要动力臂足够长，那么动力就能够绝对小.利用这样一个杠杆，有可能把地球举起来.其实，这是不可能做到的.因为这样一个省力杠杆使用起来一定费距离.我们先且不说这么长的杠杆能不能找到，也不说这样的支点能不能找到.就当这些东西都存在，都可能被我们利用吧.那么，对于撬起地球这一壮举，我们可以做一个定量的分析.地球的质量大约有6×1024kg，也就是6×1025N.假设我们可以用600N（相当一个成年人的体重）的力就能将地球撬起，那么根据杠杆的平衡条件可知，我们所用杠杆的动力臂必须是阻力臂的1023倍.我们省了1023倍的力，动力作用点移动距离就是阻力作用点移动距离的1023倍.假设我们把地球只是撬起1cm，那么杠杆另一端，动力的作用点就必须移动1021m，移动如此巨大的距离别说是办不到，就算能够办到，如果按我们移动的速度是1m/s来计算，移动1021m的距离，我们需要1021s，大约是30万亿年.即使我们移动的速度能够达到光速那么快，要想移动如此巨大的距离也得90万年，试想谁能长寿到这个时间呢？我们可以肯定地说，撬起地球是不可能的.

二、支点的概念例析

课堂中经常将指甲刀作为杠杆的典型例题.生活中的指甲刀有几个杠杆组成的呢？如图1，指甲刀由ABC、OBD及立柱CE组成，刀口D处是工作部分.由构造知，它是由三个杠杆组成.从下往上，OED为一个杠杆，OBD为第二个杠杆，ABC为第三个杠杆.OED为第三个杠杆，当B点将OBD下压时，立柱CE将E点上提，指甲在D点向下施力，所以此杠杆动力作用点是E，阻力作用点是D，支点是O，这个杠杆动力臂小于阻力臂，是费力杠杆.OBD为第二个杠杆，当手向下按A点时，B点将OBD下压，使杠杆转动，同时指甲在D点向上施力，阻碍杠杆转动，所以此杠杆的动力作用点是B，动力的方向向下，阻力作用点是D，阻力方向向上，支点为O，此杠杆动力臂小于阻力臂，是费力杠杆.其中第三杠杆是省力杠杆，但在分析时最易出错是支点.有的教师认为支点为B，其实仔细分析，ABC杠杆在转动时，B点往下压刀片，B点是往下移动的，指甲刀上的C点固定在CE铁柱上，是不动的，所以C点才是支点.

三、用滑轮组提重物时，绳子沿竖直方向拉的

理由

例如，在做“测滑轮组机械效率”的实验时，教师不断提醒学生记住：用滑轮组拉着重物时，绳子必须沿竖直方向拉，但从不解释为什么要这样.其实，沿竖直方向拉，有两个理由：一个是便于测量绳子移动的距离，被提物体是在竖直方向上上升的，如绳子也沿竖直方向拉，用一把直尺测量就够了;另一个原因是竖直方向上拉时，滑轮组的机械效率是最高的.因为沿竖直方向拉，拉力最小，总功最小，在有用功不变时，机械效率是最大的.

四、“多次”在实验中的作用

在做有关简单机械的实验时，有时一个实验需要重复多次，目的是为了减小实验误差或避免实验结论的偶然性.

在研究“杠杆的平衡条件”实验中，其实验步骤是：a.把杠杆的中点支在支架上;b.把钩码挂在杠杆的两边，改变钩码的位置使杠杆水平平衡;c.记下两边的钩码的重，用尺量出它们的力臂，记下实验数据;d.改变力和力臂数值，做三次实验;e.求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂数值.这个实验中有“改变力和力臂数值，做三次实验”.这里的多次实验的目的是，寻找出杠杆平衡的条件的规律，避免实验结论的偶然性.