简单机械——省力的工具

重点六年级

🧭 知识小背景

撬石头用撬棍、拧螺丝用螺丝刀,这些工具能让我们用小力气干大活。斜面、杠杆、轮轴、滑轮都是简单机械,原理是用距离换力气。

📖 精讲

重点:没有一种工具十全十美,省了力往往要多移动距离(费距离),或者费力但省距离。选工具要看任务:撬重物用杠杆,升国旗用滑轮,盘山公路就是把陡坡变成长长的斜面来省力。

🧩 典型例题3 道

例1

在杠杆尺左边第3格挂了4个相同的钩码，要使杠杆尺在水平位置保持平衡，应在右边第6格挂几个同样的钩码？

💭 解题思路

杠杆平衡看“格数×钩码数”，让左右两边相等就能平衡。

✍️ 解答过程

① 左边： $3 \times 4 = 12$

② 右边设挂 $n$ 个： $6 \times n = 12$

③ $n = 12 \div 6 = 2$ （个）

💡

格数相当于力臂，一边离支点越远就挂得越少，这正是“用距离换力气”。

例2

用一根撬棍撬石头，石头压下的一端离支点20cm，人用力的一端离支点80cm。这样撬省力吗？若石头对撬棍的压力相当于60个钩码的重，人至少要用相当于几个钩码的力？

💭 解题思路

先比支点到两端的距离判断省力与否，再用“距离×力两边相等”算出用力大小。

✍️ 解答过程

① 比距离：用力端80cm大于阻力端20cm，所以是省力杠杆。

② 设人用力相当于 $n$ 个钩码： $80 \times n = 20 \times 60$

③ $n = \frac{20 \times 60}{80} = 15$ （个）

💡

力省了，代价是手要移动更长的距离，省力不省距离。

例3

用一个动滑轮把一桶重相当于240N的沙子提到楼上（滑轮和绳重不计）。拉绳子的力大约是多少？若沙子要提高2m，绳子自由端要拉动多长？

💭 解题思路

动滑轮能省一半力，但要多费一倍的距离，抓住“省力就费距离”。

✍️ 解答过程

① 拉力： $F = \frac{1}{2} \times 240 = 120$ （N）

② 物重由两段绳子分担，自由端移动是物体的2倍。

③ 拉绳长度： $2 \times 2 = 4$ （m）

💡

动滑轮省一半力却要多拉一倍绳；定滑轮只改变方向、不省力——都逃不过“距离换力”。

搬重物时把木板斜靠成坡道推上去(斜面),比直接抬省力;拧不开的瓶盖裹块布(增大摩擦)就好开了。

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