剪刀與杠桿

杠桿是人類生活中常見的簡單機械，杠桿可能省力，可能費力，也可能既不省力也不費力.這主要取決于動力臂和阻力臂的大小對比，如果動力臂大于阻力臂則省力，但費距離;如果動力臂小于阻力臂，則費力，但省距離;如果兩者相等，就不省力也不費力，既不能省距離，也不費距離.

剪刀也是杠桿.因為用途的不同，它可能是省力杠桿，也可能是費力杠桿.

一、剪刀的種類

1.剪較硬物體

對于較硬的物體，要用較大的力才能剪開，這說明阻力較大.要用動力臂較長、阻力臂較短的剪刀.比如剪鋼絲的鋼絲鉗(如圖1所示).

2.剪紙或布

對于像紙張、布這類較軟的物體，用較小的力就能剪開，這說明阻力較小，同時為了加快剪切速度，刀口要比較長.用動力臂較短、阻力臂較長的剪刀.比如裁剪衣物的裁剪剪刀(如圖2所示).

近年來，隨著對同學們動手能力的重視，研究剪刀這類工具的試題經(jīng)常出現(xiàn)在物理考試中.

二、典型例題

例1各式各樣的剪刀都是一對對的杠桿.如圖3所示，要剪開鐵皮，應該用_______最合適;剪紙或布時，應該用__________最合適.(選填標號)

解析要用較大的力才能剪開鐵皮，這說明阻力較大，要用動力臂較長、阻力臂較短的剪刀，所以第一空要填乙.

用較小的力就能剪開布這類較軟的物體，這說明阻力較小，同時為了加快剪切速度，刀口要比較長.用動力臂較短、阻力臂較長的剪刀.所以第二空要填甲.

而丙剪刀一般用于剪樹枝;因為一方面樹枝較硬，這就要求剪刀的動力臂要長、阻力臂要短;另一方面，為了加快修剪速度，剪切整齊，要求剪刀刀口要長.用動力臂較長、阻力臂較短同時刀口較長的剪刀.

例2如圖4所示是生活中人們常用的指甲剪的示意圖.

(1)指甲剪上有幾個杠桿?

(2)試說明各杠桿分別是省力杠桿還是費力杠桿.

解析(1)采用假設(shè)法——假設(shè)手指在A位置用力，則硬棒ABC繞C點轉(zhuǎn)動，而硬棒OBD和OED繞O點轉(zhuǎn)動.因此指甲剪由三個杠桿組成.

(2)對杠桿ABC，手指在A位置用力，C為支點，阻力作用在B點，因為動力臂大于阻力臂，因此它是省力杠桿.對杠桿OBD，動力作用在B點，阻力作用在D點，動力臂小于阻力臂，是一費力杠桿.對于杠桿OED，動力作用在E點，阻力作用在D點，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿.

三、練習

1.剪鐵皮用的剪刀是省力杠桿還是費力杠桿?答:_________.工人剪鐵皮時，有時用兩根鐵管套在剪刀柄上(如圖5)，這是什么道理?答:.

2.如圖6是一把家用普通剪刀，使用它來剪物體時( ).

A一定省力

B.一定費力

C.既不省力也不費力

D.可能省力，也可能費力

3.園藝師傅使用如圖7所示的剪刀修剪樹枝時，常把樹枝盡量往剪刀軸O靠近，這樣做的目的是為了( ).

A.增大阻力臂，減小動力移動的距離

B.減小動力臂，減小動力移動的距離

C.增大動力臂，省力

D.減小阻力臂，省力

參考答案:1. 省力杠桿增加動力臂的長度，使得剪鐵皮時更省力2.D3.D

近年來物理試題非常強調(diào)緊密聯(lián)系生活，體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會” 的理念，努力創(chuàng)設(shè)能引起同學們興趣和聯(lián)系實際的情景，讓同學們感受到了科學、技術(shù)、社會間的密切聯(lián)系，拉近了物理與現(xiàn)實生活、生產(chǎn)以及科學技術(shù)間的距離，使同學們真正體會到了物理學的應用價值.