陈新龙

阿基米德说过：“给我一个支点，我便可以撬起地球”，这句话便是说杠杆原理。战国时代的墨子已经对杠杆有所观察，在《墨子·经说下》中说“衡，加重于其一旁，必捶，权重相若也。相衡，则本短标长。两加焉重相若，则标必下，标得权也”。这两条对杠杆的平衡说得很全面。里面有等臂的，有不等臂的;有改变两端重量使它偏动的，也有改变两臂长度使它偏动的。杠杆原理用公式表达：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F1×L1=F2×L2）（图1）。

支点：杠杆可以绕其转动的点O（动力臂和阻力臂之间的点）

动力：使杠杆转动的力F1

阻力：阻碍杠杆转动的力F2

动力臂：支点O到动力作用线的距离L1

阻力臂：支点O到阻力作用线的距离L2

我们可以用Scratch程序完成模仿杠杆平衡的小实验：一个杠杆的两边，分别挂着两块石头，初始时石头大小相同，它们到支点的距离也相同，此时的杠杆是平衡状态。如果改变了一边石头的大小，此时杠杆就会失去平衡，要想让杠杆恢复平衡，一是改变石头的大小。二是可以调整石头离支点的距离，也就是力臂的大小，来使杠杆重新恢复平衡（图1）。

程序解析：我們通过移动滑杆控制变量石头的大小，首先设置两侧默认石头大小为50，设置两边的力矩（力矩就是石头×坐标绝对值），左右两侧的重量是石头大小×0.1（可自定义），运用杠杆原理的公式F1×L1=F2×L2控制杠杆的平衡计算。左侧为左侧重量×左侧力矩，右侧为右侧重量×右侧力矩。当左右两侧重量不相同的时候，程序会根据两侧的重量自动调整石头距离（图2）。……