Ⅰ “回旋镖”是什么原理怎样做
为什麼回旋镖可以飞回来呢
——螺旋桨与陀螺仪的混合体
仔细观察两翼面的厚薄,发现两翼并非以中心线镜面对称的.一般称较厚的一端为前缘,而较薄的一端为尾端.由剖面图知,（右手）回旋镖的厚薄配置为:右翼外缘及左翼内侧为前缘,右翼内侧及左翼外缘为尾端.故右手掷镖后,如图回旋镖将逆时针旋转,此时较厚一端将永远在前,而较薄一端则是永远追随其后.
若将回旋镖弯曲的两翼拉直,中心钻个小洞,再插入一根竹棒竹蜻蜓
—直升机螺旋桨旋镖想像成竹蜻蜓的翼面.的螺旋桨或飞机翼的剖面皆如同图三的剖面图,当翼面穿过空气时,上面的空气流被排挤偏离较远,但又与下端空气流同时於尾端结合,如图四所示.以相对於翼面静止的观察者而言,这意味著上面的空气流流速较快,而下面的空气流流速较慢.通常流速快的气压较流速面的气压来得低,此即所谓的"白努利原理 (Bernoulli's principle )"[3],因此翼面感受到一向上的净提升力(lift force).
不过我们都只有见过掉下来的竹蜻蜓,从未见过回转一圈回来的竹蜻蜓,可见此一类比只能解释回旋镖的漂浮能力,而无法完全说明其回转的动力.与回旋镖相似,本身自转而且同时绕著某个中心轴回转的例子,其实大家应不陌生,陀螺(gyroscope)便是这样的典范:当陀螺的中心轴不是铅直而是倾斜时,我们不是常见陀螺整体绕著通过支点的铅直线打转吗 这便是所谓的"进动(precession)"[3],如图五所示.又若陀螺本身没有自转,则当陀螺倾斜时,重力不再与中心轴平行,陀螺便会有倾倒的趋势.另一
图五,陀螺的进动
方面,重力所造成的倾倒运动又可视为陀螺质心以支点为圆心的转动,故我们又可称此时有一转动的趋势,物理学则将此趋势量化为所谓的"力矩(torque)".此转动方向以右手四指圈住,则拇指的方向即为力矩的方向.一般而言,力矩与物体的转动轴平行,其所驱动的转动会与物体原转动同向或反向,故使转动加速或减速.然而如图五的情况,力矩与物体的转动轴垂直,则自转转速不变,取而代之的是自转轴的方向改变.由於无论自转轴方向做多少改变,力矩方向始终与之保持垂直,故自转轴不断地改变方向,最终绕一圈回来,而有所谓的进动产生 [3].
了解白努利原理让直升机螺旋桨产生的提升力以及力矩垂直於陀螺转动轴所造成的进动后,将二者混合为一,即成回旋镖的飞行原理.不
图六,白奴利原理对回旋镖的影响
过此时的螺旋桨不是水平摆置而是垂直放置,而其相对应的陀螺自转轴与铅直线成九十度角.如图六左边之侧视图所示,由於回旋镖一边飞行一边自转,故上半边的速率较下半边快.根据白奴利原理,上半边会有大於下
半边的侧向力,如图六右边之后视图所示.若回旋镖没有自转,则此力会图七,垂直於自转轴的力矩产生回旋动力
造成镖体侧向翻转,即有一力矩作用於回旋镖.然而回旋镖具有自转,且自转轴与此力矩垂直,如图七所示,故自转轴会不断地转动,回旋镖则是相对地绕圆圈回转.由於丢掷者即位於回转的圆圈上,故回旋镖必飞回丢掷者.
回旋镖DIY
由上一节的讨论知,回旋镖之所以能够回旋的重点是在於:其翼面是否具有如机翼一般,能使两侧流动的气流流速不平衡,进而产生侧向转动的力矩.今日回旋镖的设计相当多样,图八即是一些有别於传统式的回旋镖.
这里我们要介绍的方法,是由国立高雄师范大学周建和教授实验室所发展的,一种适於室内飞行的回旋镖制作方法[5]:
如图九,将500磅以上的灰纸板裁成长13.7 cm,宽2.7 cm大小三张.
每一张长方形纸板的一端,由中央剪一道长约1cm,宽约0.1 cm的细缝.
各翼的夹角尽量为120o,以钉书针组合如图九的形状.
图九,简易三翼型回旋镖
稍微将翼面凹折,以增加其回转的动力.
试射时请按下列原则进行:
射回旋镖时必先确保没有任何人会位於飞行路径上.
手持镖体使其面垂直.惯用右手者,凸面向左;惯用左手者,凸面向右.
以腕力水平射出即可.
若场地有风,请面向风吹来的方向.惯用右手者,以偏右45o射出;惯用左手者,以偏左45o射出.
试著在翼面外缘均匀地增加重量(如贴上胶带),再试射一次并与先前的飞行路径比较.
回旋镖高尔夫大赛
据说,澳洲原住民曾将回旋镖抛出近 100 m远,高度亦近50 m高,并且来回绕了五圈之多![6] 虽然这里所示范的回旋镖不可能飞得这麼神奇,但其短射程的特性适於室内及较小场地里飞行.这里介绍一种有趣的回旋镖玩法:在几个适当距离上摆置一些标竿,分令竞赛者掷镖回旋过杆,每过一杆便算进洞得分.此种玩法颇类似於高尔夫比赛,因此称之为回旋镖高尔夫.另一种回旋镖过关的方式,则是选取枝叶茂密之灌木作为标竿,将回旋镖射入树中即算进洞得分.由於回旋镖具有曲线飞行的能力,若在标竿之间适当选取一些障碍物,可提高过关的难度及增加趣味性.
Ⅱ 回转仪的原理
回转仪就是绕几何对称轴高速旋转的边缘厚重的物体. 回转仪是利用物体高速转动时转轴方向不变的特性制成的。回转仪的主要部分是厚重、对称的高速陀螺，一般由内外两环组成的支架支承。这两个环可分别绕相互垂直的两个轴转动，这样陀螺的转轴可以占据空间的任何方位。陀螺高速转动时，如果没有外力矩作用，转轴方向但保持不变，即使支架发生转动或其他变化，都不影响转轴方向。通常把回转仪用作定向装置或稳定装置等.
Ⅲ 回旋加速器原理
早期加速器早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次，因而粒子所能达到的能量
受到高压技术的限制。为此，象R. Wideröe等一些加速器的先驱者在20年代，就探索利用同一电压多次加速带电粒子，并成功地演示了用同一高频电压使钠和钾离子加速二次的直线装置，并指出重复利用这种方式，原则上可加速离子达到任意高的能量（实际上由于受到狭义相对论影响，实际只能加速到25-30MeV）。但由于受到高频技术的限制，这样的装置太大，也太昂贵，也不适用于加速轻离子如质子、氘核等进行原子核研究，结果未能得到发展应用。
回旋加速器理论的提出
1930年劳伦特提出回旋加速器[1]的理论，1932年首次研制成功。它的主要结构是在磁极间的真空室内有两个半圆形的金属扁盒（D形盒）隔开相对放置，D形盒上加交变电压，其间隙处产生交变电场。置于中心的粒子源产生带电粒子射出来，受到电场加速，在D形盒内不受电场，仅受磁极间磁场的洛伦兹力，在垂直磁场平面内作圆周运动。绕行半圈的时间为πm/qB，其中q是粒子电荷，m是粒子的质量，B是磁场的磁感应强度。如果D形盒上所加的交变电压的频率恰好等于粒子在磁场中作圆周运动的频率，则粒子绕行半圈后正赶上D形盒上电压方向转变，粒子仍处于加速状态。由于上述粒子绕行半圈的时间与粒子的速度无关，因此粒子每绕行半圈受到一次加速，绕行半径增大。经过很多次加速，粒子沿螺旋形轨道从D形盒边缘引出，能量可达几十兆电子伏特（MeV ）。回旋加速器的能量受制于随粒子速度增大的相对论效应，粒子的质量增大，粒子绕行周期变长，从而逐渐偏离了交变电场的加速状态。进一步的改进有同步回旋加速器。
回旋加速器的作用
（1）磁场的作用
带电粒子以某一速度垂直进入匀强磁场时，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其中周期与速率和半径无关，使带电粒子每次进入D形盒中都能运动相等时间（半个周期）后，平行于电场方向进入电场中加速。
（2）电场的作用
回旋加速器的两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性的变化的并垂直于两D形盒直径的匀强电场，加速就是在这个区域完成的。
（3）交变电压
为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使其能量不断提高，要在狭缝处加一个与粒子运动的周期一致的交变电压。[2]
中国首台回旋加速器的应用
1995年中国原子能科学研究院与比利时IBA共同研制的cyc-30型回旋加速器投入使用，生产各种医用同位素。
2006年6月23日，中国首台西门子eclipse HP/RD医用回旋加速器在位于广州军区总医院内的正电子药物研发中心正式投入临床运营。
eclipse HP/RD采用了深谷技术、靶体及靶系统技术、完全自屏蔽等多项前沿技术，具有高性能、低消耗、高稳定性的优点。
回旋加速器是产生正电子放射性药物的装置，该药物作为示踪剂注入人体后，医生即可通过PET/CT显像观察到患者脑、心、全身其它器官及肿瘤组织的生理和病理的功能及代谢情况。所以PET/CT依靠回旋加速器生产的不同种显像药物对各种肿瘤进行特异性显像，达到对疾病的早期监测与预防。
回旋加速器的发展史早期
早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次，因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制。为此，象R. Wideröe等一些加速器的先驱者在20年代，就探索利用同一电压多次加速带电粒子，并成功地演示了用同一高频电压使钠和钾离子加速二次的直线装置，并指出重复利用这种方式，原则上可加速离子达到任意高的能量。但由于受到高频技术的限制，这样的装置太大，也太昂贵，也不适用于加速轻离子如质子、氘核等进行原子核研究，结果未能得到发展应用。
回旋加速器的理论
1930年，Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理论，他设想用磁场使带电
粒子沿圆弧形轨道旋转，多次反复地通过高频加速电场，直至达到高能量。1931年，他和他的学生利文斯顿（M. S. Livingston）一起，研制了世界上第一台回旋加速器，这台加速器的磁极直径只有10cm，加速电压为2kV，可加速氘离子达到80keV的能量，向人们证实了他们所提出的回旋加速器原理。随后，经M. Stanley Livingston资助，建造了一台25cm直径的较大回旋加速器，其被加速粒子的能量可达到1MeV。回旋加速器的光辉成就不仅在于它创造了当时人工加速带电粒子的能量记录，更重要的是它所展示的回旋共振加速方式奠定了人们研发各种高能粒子加速器的基础。
二个重要的阶段
30年代以来，回旋加速器的发展经历了二个重要的阶段。前20年，人们按照劳伦斯的原理建造了一批所谓经典回旋加速器，其中最大的可生产44MeV的α粒子或22MeV的质子。但由于相对论效应所引起的矛盾和限制，经典回旋加速器的能量难以超过每核子20多MeV的能量范围。后来，人们基于1938年托马斯（L. H. Thomas）提出的建议，发展了新型的回旋加速器。因此，在1945年研制的同步回旋加速器通过改变加速电压的频率，解决了相对论的影响。利用该加速器可使被加速粒子的能量达到700MeV。使用可变的频率，回旋加速器不需要长时间使用高电压，几个周期后也同样可获得最大的能量。在同步回旋加速器中最典型的加速电压是10kV，并且，可通过改变加速室的大小（如半径、磁场），限制粒子的最大能量。
等时性回旋加速器
60年代后，在世界范围掀起了研发等时性回旋加速器的高潮。等时性回旋加速器（Iso
chronous cyclotron）是由3个扇极组合（compact-pole 3 sector）的回旋加速器，能量可变，以第一和第三偕波模式对正离子进行加速。在第一偕波中，质子被加速到6 MeV~ 30 MeV, 氘核在12,5 MeV~25 MeV, α粒子在25 MeV~50 MeV, He3 +2离子在18 MeV ~62 MeV 。磁场的变化通过9对圆形的调节线圈来完成，磁场的梯度与半径的比率为(4,5 - 3,5)×10-3 T/cm。磁场方位角通过六对偕波线圈进行校正。RF系统由180°的两个Dee组成，其操作电压达到80kV，RF振荡器是一种典型的6级振荡器，其频率范围在8,5 - 19 MHz 。通常典型的离子源呈放射状，并且可以通过控制系统进行遥控，在中心区域有一个可以活动的狭缝进行相位调节和中心定位。使用非均匀电场的静电偏转仪（electrostatic deflector）和磁场屏蔽通道进行束流提取，在偏转仪上的最大电势可达到70 kV 。对30 MeV强度为15 mA质子在径向和轴向的发射度（Emittance）为16p mm.mrad 。能量扩散为0.6%，亮度高，在靶内的束流可达到几百mA。用不同的探针进行束流强度的测量，这些探针有普通TV的可视性探针；薄层扫描探针和非截断式（non-interceptive）束流诊断装置。系统对束流的敏感性为1mA ，飞行时间精确到0,2 ns 。束流可以传送到六个靶位，可完成100%的传送。该回旋加速器最早在1972年由INP建造，它可使质子加速达到1 MeV，束流强度为几百mA，主要用于回旋加速器系统（离子源、磁场等）的研究。
70年代以来，为了适应重离子物理研究的需要，成功地研制出了能加速周期表上全部元素的全离子、可变能量的等时性回旋加速器，使每台加速器的使用效益大大提高。此外，近年来还发展了超导磁体的等时性回旋加速器。超导技术的应用对减小加速器的尺寸、扩展能量范围和降低运行费用等方面为加速器的发展开辟新的领域。目前的同步加速器可以产生笔尖型（pencil-thin ）的细小束流，其离子的能量可以达到天然辐射能的100，000倍。通过设计边缘磁场来改变每级加速管的离子轨道半径。最大的质子同步加速器是Main Ring（500GeV）和Tevatron（1TeV）在Fermi National Accelerator Laboratory Chicago ；较高级质子同步加速器的是在Geneva的 European Laboratory for Particle Physics (CERN)安装应用的SPS(Super Proton Synchrotron), 450 GeV。
劳伦斯(E.O.Lawrence,1901-1958)因此获得1939年诺贝尔物理学奖.
有关计算
字母介绍:周期T 频率f 电荷量q 磁场强度B 质量m 最大速度Vmax 电压U 电场宽度忽略 时间t
f=1/T
最大半径Rmax=mVmax/Bq
最大动能Ek=(1/2)m(Vmax)^2=(BqRmax)^2/2m
离子每旋转一周增加的能量为2qU 提高到Ek时旋转周数为N
N=Ek/2qU=q(BR)^2/4mU
在磁场运动时间为
t磁=NT=PiB(Rmax)^2/2U
在电场中运动时间可忽略
（下为拓展内容）
电场宽度dT=2Pim/Bq
若不忽略电场宽度看作Vo=0的匀加速直线运动
Nd=(1/2)(Uq/dm)t电^2
t电=dBRmax/U
t总=t电+t磁=[BRmax(2d+PiRmax)]/2U
回旋加速器可以同时加速质量电量相同的正负离子么？
理论上是可以的，因为它们可以向两个方
向运动，而且因为比荷相同，他们同时加速。又是空间结构的D型盒，不用担心碰撞。
加入个图片,目前此设备已经国产化啦!
Ⅳ 杠杆最基本的原理是什么
杠杆原理亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（动力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1• L1=F2•L2。式中，F表示动力，L1表示动力臂，F2表示阻力，L2表示阻力臂。从上式可看出，欲使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。
在使用杠杆时，为了省力，就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆；如欲省距离，就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。因此使用杠杆可以省力，也可以省距离。但是，要想省力，就必须多移动距离；要想少移动距离，就必须多费些力。要想又省力而又少移动距离，是不可能实现的。正是从这些公理出发，在“重心”理论的基础上，阿基米德发现了杠杆原理，即“二重物平衡时，它们离支点的距离与重量成反比。
杠杆的支点不一定要在中间，满足下列三个点的系统，基本上就是杠杆：支点、施力点、受力点。
其中公式这样写：支点到受力点距离(力矩) * 受力 = 支点到施力点距离(力臂) * 施力，这样就是一个杠杆。
杠杆也有省力杠杆跟费力的杠杆，两者皆有但是功能表现不同。例如有一种用脚踩的打气机，或是用手压的榨汁机，就是省力杠杆 (力臂 > 力矩)；但是我们要压下较大的距离，受力端只有较小的动作。另外有一种费力的杠杆。例如路边的吊车，钓东西的钩子在整个杆的尖端，尾端是支点、中间是油压机 (力矩 > 力臂)，这就是费力的杠杆，但费力换来的就是中间的施力点只要动小距离，尖端的挂勾就会移动相当大的距离。
两种杠杆都有用处，只是要用的地方要去评估是要省力或是省下动作范围。另外有种东西叫做轮轴，也可以当作是一种杠杆的应用，不过表现尚可能有时要加上转动的计算。
古希腊科学家阿基米德有这样一句流传千古的名言："假如给我一个支点，我就能把地球挪动!"这句话不仅是催人奋进的警句，更是有着严格的科学根据的。
杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。这几类杠杆有如下特征：
1.省力杠杆：L1>L2, F1<F2 ,省力、费距离。如拔钉子用的羊角锤、铡刀等。
2．费力杠杆： L1＜L2, F1＞F2,费力、省距离，如钓鱼竿、镊子等。
3．等臂杠杆： L1＝L2, F1＝F2,既不省力也不费力，又不多移动距离，如天平、定滑轮等。
几乎每一台机器中都少不了杠杆，就是在人体中也有许许多多的杠杆在起作用。拿起一件东西，弯一下腰，甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用，了解了人体的杠杆不仅可以增长物理知识，还能学会许多生理知识。
点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用(见图)，杠杆的支点在脊柱之顶，支点前后各有肌肉，头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来，有的收缩有的拉长配合起来形成低头仰头，从图里可以看出来低头比仰头要省力。
当曲肘把重物举起来的时候，手臂也是一个杠杆(如图)。肘关节是支点，支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆，举起一份的重量，肌肉要化费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以赢得速度。
当你把脚尖翘起来的时候，是脚跟后面的肌肉在起作用，脚尖是支点，体重落在两者之间。这是一个省力杠杆(如图)，肌肉的拉力比体重要小。而且脚越长越省力。
如果你弯一下腰，肌肉就要付出接近1200牛顿的拉力。这是 由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆也是一个费力杠杆（如图)。 所以在弯腰提起立物时，正确的姿式是尽量使重物离身体近一 些。以避免肌肉被拉伤。
阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出了杠杆原理。他首先把杠杆实际应用中的一些经验知识当作"不证自明的公理"，然后从这些公理出发，运用几何学通过严密的逻辑论证，得出了杠杆原理。这些公理是：(1)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上相等的重量，它们将平衡；(2)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上不相等的重量，重的一端将下倾；(3)在无重量的杆的两端离支点不相等距离处挂上相等重量，距离远的一端将下倾；(4)一个重物的作用可以用几个均匀分布的重物的作用来代替，只要重心的位置保持不变。相反，几个均匀分布的重物可以用一个悬挂在它们的重心处的重物来代替；似图形的重心以相似的方式分布……正是从这些公理出发，在"重心"理论的基础上，阿基米德又发现了杠杆原理，即"二重物平衡时，它们离支点的距离与重量成反比。"
阿基米德对杠杆的研究不仅仅停留在理论方面，而且据此原理还进了一系列的发明创造。据说，他曾经借助杠杆和滑轮组，使停放在沙滩上的桅船顺利下水。在保卫叙拉古免受罗马海军袭击的战斗中，阿基米德利用杠杆原理制造了远、近距离的投石器，利用它射出各种飞弹和巨石攻击敌人，曾把罗马人阻于叙拉古城外达3 年之久。
这里还要顺便提及的是，在我国历史上也早有关于杠杆的记载。战国时代的墨家曾经总结过这方面的规律，在《墨经》中就有两条专门记载杠杆原理的。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。这样的记载，在世界物理学史上也是非常有价值的，而且墨子的发现比阿基米德早了约二百年。
阿基米德将自己锁在一间小屋里, 正夜以继日地埋头写作《浮体论》．这天突然闯进一个人来, 一进门就连忙喊道: ‘哎呀! 你老先生原来躲在这里．国王正调动大批人马, 在全城四处找你呢．’阿基米德认出他是朝廷大臣, 心想, 外面一定出了大事．他立即收拾起羊皮书稿, 伸手抓过一顶圆壳小帽, 随大臣一同出去, 直奔王宫．
当他们来到宫殿前阶下时, 就看见各种马车停了一片, 卫兵们银枪铁盔, 站立两行, 殿内文武满座, 鸦雀无声．国王正焦急地在地毯上来回踱步．由于殿内阴暗, 天还没黑就燃起了高高的烛台．灯下长条案上摆着海防图、陆防图．阿基米德看着这一切, 就知道他最担心的战争终于爆发了．
原来地中海沿岸在古希腊衰落之后, 先是马其顿王朝的兴起, 马其顿王朝衰落后, 接着是罗马王朝兴起．罗马人统一了意大利本土后向西扩张, 遇到另一强国迦太基．公元前264 年到公元前221 年两国打了23 年仗, 这是历史上有名的‘第一次布匿战争’, 罗马人取得胜利．公元前218年开始又打了4 年, 这是‘第二次布匿战争’, 这次迦太基起用一个奴隶出身的军事家汉尼拔, 一举擒获罗马人5万余众．地中海沿岸的两个强国就这样连年争战, 双方均有胜负．叙拉古, 则是个夹在迦、罗两个强国中的城邦小国, 在这种长期的战争风云中, 常常随着两个强国的胜负而弃弱附强, 飘忽不定．阿基米德对这种外交策略很不放心, 曾多次告诫国王, 不要惹祸上身．可是现在的国王已不是那个阿基米德的好友亥尼洛．他年少无知, 却又刚愎自用．当‘第二次布匿战争’爆发后, 公元前216 年, 眼看迦太基人将要打败罗马人, 国王很快就和罗马人决裂了, 与迦太基人结成了同盟, 罗马人对此举很恼火．现在罗马人又打了胜仗, 于是采取了报复的行动, 从海陆两路向这个城邦小国攻过来, 国王吓得没了主意．当他看到阿基米德从外面进来, 连忙迎上前去, 恨不得立即向他下跪, 说道: ‘啊, 亲爱的阿基米德, 你是一个最聪明的人, 先王在世时说过你都能推动地球．’
关于阿基米德推动地球的说法, 却还是他在亚历山大里亚留学时候的事．当时他从埃及农民提水用的吊杆和奴隶们撬石头用的撬棍受到启发, 发现可以借助一种杠杆来达到省力的目的, 而且发现, 手握的地方到支点的这一段距离越长, 就越省力气．由此他提出了这样一个定理: 力臂和力 (重量) 的关系成反比例．这就是杠杆原理．用我们现在的表达方式表述就是: 重量×重臂=力×力臂．为此, 他曾给当时的国王亥尼洛写信说: ‘我不费吹灰之力, 就可以随便移动任何重量的东西；只要给我一个支点, 给我一根足够长的杠杆, 我连地球都可以推动．’可现在这个小国王并不懂得什么叫科学, 他只知道在大难临头的时候, 借助阿基米德的神力来救他的驾．
可是罗马军队实在太厉害了．他们作战时列成方队, 前面和两侧的士兵将盾牌护着身子, 中间的士兵将盾牌举在头上, 战鼓一响这一个个方队就如同现代的坦克一样, 向敌方阵营步步推进, 任你乱箭射来也丝毫无损．罗马军队还有特别严明的军纪, 发现临阵脱逃的立即处死, 士兵立功晋级, 统帅获胜返回罗马时要举行隆重的凯旋仪式．这支军队称霸地中海, 所向无敌, 一个小小的叙拉古哪里放在眼里．况且旧恨新仇, 早想进行一次彻底清算．这时由罗马执政官马赛拉斯统帅的四个陆军军团已经挺进到了叙拉古城的西北．现在城外已是鼓声齐鸣, 杀声震天了．在这危急的关头, 阿基米德虽然对因国王目光短浅造成的这场祸灾非常不满, 但木已成舟, 国家为重, 他扫了一眼沉闷的大殿, 捻着银白的胡须说: ‘如果单靠军事实力, 我们决不是罗马人的对手．现在若能造出一种新式武器来, 或许还可守住城池, 以待援兵．’国王一听这话, 立即转忧为喜说: ‘先王在世时早就说过, 凡是你说的, 大家都要相信．这场守卫战就由你全权指挥吧．’
两天以后, 天刚拂晓, 罗马统帅马赛拉斯指挥着他那严密整齐的方阵向护城河攻来．今天方阵两边还预备了铁甲骑兵, 方阵内强壮的士兵肩扛着云梯．马赛拉斯在出发前曾口出狂言: ‘攻破叙拉古, 到城里吃午饭去．’在喊杀声中, 方阵慢慢向前蠕动．照常规, 城头上早该放箭了．可今天城墙上却是静悄悄地不见一人．也许是几天来的恶战使叙拉古人筋疲力尽了吧．罗马人正在疑惑, 城里隐约传来吱吱呀呀的响声, 接着城头上就飞出大大小小的石块, 开始时大小如碗如拳一般, 以后越来越大, 简直有如锅盆, 山洪般地倾泻下来．石头落在敌人阵中, 士兵们连忙举盾护体, 谁知石头又重, 速度又急, 一下子连盾带人都砸成一团肉泥．罗马人渐渐支持不住了, 连滚带爬地逃命．这时叙拉古的城头又射出了密集的利箭, 罗马人的背后无盾牌和铁甲抵挡, 那利箭直穿背股, 哭天喊地, 好不凄惨．
阿基米德到底造出了什么秘密武器让罗马人大败而归呢? 原来他制造了一些特大的弩弓——发石机．这么大的弓, 人是根本拉不动的, 他就利用了杠杆原理．只要将弩上转轴的摇柄用力扳动, 那与摇柄相连的牛筋又拉紧许多根牛筋组成的粗弓弦, 拉到最紧时, 再突然一放, 弓弦就带动载石装置, 把石头高高地抛出城外, 可落在1000 多米远的地方．原来这杠杆原理并不是简单使用一根直棍撬东西．比如水井上的辘轳吧, 它的支点是辘轳的轴心, 重臂是辘轳的半径, 它的力臂是摇柄, 摇柄一定要比辘轳的半径长, 打起水来就很省力．阿基米德的发石机也是运用这个原理．罗马人哪里知道叙拉古城有这许多新玩艺儿．
就在马赛拉斯刚被打败不久, 海军统帅古劳狄乌斯也派人送来了战报．原来, 当陆军从西北攻城时, 罗马海军从东南海面上也发动了攻势．罗马海军原来并不十分厉害, 后来发明了一种舷钩装在船上, 遇到敌舰时钩住对方, 士兵们再跃上敌舰, 变海战为陆战, 占一定的优势．今天克劳狄乌斯为了对付叙拉古还特意将兵舰包上了一层铁甲, 准备了云梯, 并号令士兵, 只许前进, 不许后退．奇怪的是, 这天叙拉古的城头却分外安静, 墙的后面看不到一卒一兵, 只是远远望见几副木头架子立在城头．当罗马战船开到城下, 士兵们拿着云梯正要往墙上搭的时候, 突然那些木架上垂下来一条条铁链, 链头上有铁钩、铁爪, 钩住了罗马海军的战船．任水兵们怎样使劲划桨都徒劳无功, 那战船再也不能挪动半步．他们用刀砍, 用火烧, 大铁链分毫无损．正当船上一片惊慌时．只见大木架上的木轮又‘嘎嘎’地转动起来, 接着铁链越拉越紧, 船渐渐地被吊起离开了水面．随着船身的倾斜, 士兵们纷纷掉进了海里, 桅杆也被折断了．船身被吊到半空后, 这个大木架还会左右转动, 于是那一艘艘战舰就像荡秋千一样在空中摇荡, 然后有的被摔到城墙上或礁石上, 成了堆碎片；有的被吊过城墙, 成了叙拉古人的战利品．这时叙拉古的城头上还是静悄悄的, 没有人射箭, 也没有人呐喊, 好像是座空城, 只有那几副怪物似的木架, 不时伸下一个个大钩钩走一艘艘战船．罗马人看着这‘嘎嘎’作响的怪物, 吓得全身哆嗦, 手腿发软, 只听到海面上一片哭喊声和落水碰石后的呼救声．克劳狄乌斯在战报中说: ‘我们根本着不见敌人, 就像在和一只木桶打仗．’阿基米德的这些‘怪物’原来也是利用了杠杆原理, 并加了滑轮．
经过这场大战, 罗马人损兵折将, 还白白丢了许多武器和战船, 可是却连阿基米德的面都没见到．
实例演示
杠杆原理基本有3种类型，第一类的杠杆例子是天平、剪刀、钳子等，第二类杠杆的例子是开瓶器、胡桃夹，第三类杠杆如锤子、镊子等。
Ⅳ 回力镖（回旋镖）的制作原理是什么
仔细看看下面的文章,把回旋镖的背景知识以及LZ问的,都介绍的非常清楚~~~~~
希望可以帮到你哦~~~*^^*
回旋镖原理与实作
谈起回旋镖,通常一般人的心中便会浮起一幕动画∶原始的土著（或者是传说中的泰山）目视远方的猎物,举起回旋镖朝右前方（假如他是右撇子的话）用力一掷,回旋镖便以优美的曲线飞行,击中猎物后,回旋镖持续这优美的曲线回转至心爱的主人身边,此时主人只需一伸手便能将镖接住.这麼神奇的工具,它到底是谁发明的 是甚麼原因让它自动飞回来的
历史:
可溯至一万五千年以前的石器时代.也许是当时人类常用石棒或骨头丢掷猎物,在无意间发现某些特殊形状的石棒或骨头具有回旋的能力,……………
使用回旋镖:
澳洲的原住民,古埃及人,南美原住民…
——但最古老出土的回旋镖:波兰发现,年代约距今两万年前!
分类:
回旋镖的英文名称为"Boomerang",分为两种:
(1)可回旋（即所谓的回旋镖）
旋转镖通常较重且较长,以增加杀伤猎物的能力.
(2)不可回旋（姑称之"旋转镖"）
为什麼回旋镖可以飞回来呢
——螺旋桨与陀螺仪的混合体
仔细观察两翼面的厚薄,发现两翼并非以中心线镜面对称的.一般称较厚的一端为前缘,而较薄的一端为尾端.由剖面图知,（右手）回旋镖的厚薄配置为:右翼外缘及左翼内侧为前缘,右翼内侧及左翼外缘为尾端.故右手掷镖后,如图回旋镖将逆时针旋转,此时较厚一端将永远在前,而较薄一端则是永远追随其后.
若将回旋镖弯曲的两翼拉直,中心钻个小洞,再插入一根竹棒竹蜻蜓
—直升机螺旋桨旋镖想像成竹蜻蜓的翼面.的螺旋桨或飞机翼的剖面皆如同图三的剖面图,当翼面穿过空气时,上面的空气流被排挤偏离较远,但又与下端空气流同时於尾端结合,如图四所示.以相对於翼面静止的观察者而言,这意味著上面的空气流流速较快,而下面的空气流流速较慢.通常流速快的气压较流速面的气压来得低,此即所谓的"白努利原理 (Bernoulli's principle )"[3],因此翼面感受到一向上的净提升力(lift force).
不过我们都只有见过掉下来的竹蜻蜓,从未见过回转一圈回来的竹蜻蜓,可见此一类比只能解释回旋镖的漂浮能力,而无法完全说明其回转的动力.与回旋镖相似,本身自转而且同时绕著某个中心轴回转的例子,其实大家应不陌生,陀螺(gyroscope)便是这样的典范:当陀螺的中心轴不是铅直而是倾斜时,我们不是常见陀螺整体绕著通过支点的铅直线打转吗 这便是所谓的"进动(precession)"[3],如图五所示.又若陀螺本身没有自转,则当陀螺倾斜时,重力不再与中心轴平行,陀螺便会有倾倒的趋势.另一
图五,陀螺的进动
方面,重力所造成的倾倒运动又可视为陀螺质心以支点为圆心的转动,故我们又可称此时有一转动的趋势,物理学则将此趋势量化为所谓的"力矩(torque)".此转动方向以右手四指圈住,则拇指的方向即为力矩的方向.一般而言,力矩与物体的转动轴平行,其所驱动的转动会与物体原转动同向或反向,故使转动加速或减速.然而如图五的情况,力矩与物体的转动轴垂直,则自转转速不变,取而代之的是自转轴的方向改变.由於无论自转轴方向做多少改变,力矩方向始终与之保持垂直,故自转轴不断地改变方向,最终绕一圈回来,而有所谓的进动产生 [3].
了解白努利原理让直升机螺旋桨产生的提升力以及力矩垂直於陀螺转动轴所造成的进动后,将二者混合为一,即成回旋镖的飞行原理.不
图六,白奴利原理对回旋镖的影响
过此时的螺旋桨不是水平摆置而是垂直放置,而其相对应的陀螺自转轴与铅直线成九十度角.如图六左边之侧视图所示,由於回旋镖一边飞行一边自转,故上半边的速率较下半边快.根据白奴利原理,上半边会有大於下
半边的侧向力,如图六右边之后视图所示.若回旋镖没有自转,则此力会图七,垂直於自转轴的力矩产生回旋动力
造成镖体侧向翻转,即有一力矩作用於回旋镖.然而回旋镖具有自转,且自转轴与此力矩垂直,如图七所示,故自转轴会不断地转动,回旋镖则是相对地绕圆圈回转.由於丢掷者即位於回转的圆圈上,故回旋镖必飞回丢掷者.
回旋镖DIY
由上一节的讨论知,回旋镖之所以能够回旋的重点是在於:其翼面是否具有如机翼一般,能使两侧流动的气流流速不平衡,进而产生侧向转动的力矩.今日回旋镖的设计相当多样,图八即是一些有别於传统式的回旋镖.
这里我们要介绍的方法,是由国立高雄师范大学周建和教授实验室所发展的,一种适於室内飞行的回旋镖制作方法[5]:
如图九,将500磅以上的灰纸板裁成长13.7 cm,宽2.7 cm大小三张.
每一张长方形纸板的一端,由中央剪一道长约1cm,宽约0.1 cm的细缝.
各翼的夹角尽量为120o,以钉书针组合如图九的形状.
图九,简易三翼型回旋镖
稍微将翼面凹折,以增加其回转的动力.
试射时请按下列原则进行:
射回旋镖时必先确保没有任何人会位於飞行路径上.
手持镖体使其面垂直.惯用右手者,凸面向左;惯用左手者,凸面向右.
以腕力水平射出即可.
若场地有风,请面向风吹来的方向.惯用右手者,以偏右45o射出;惯用左手者,以偏左45o射出.
试著在翼面外缘均匀地增加重量(如贴上胶带),再试射一次并与先前的飞行路径比较.
回旋镖高尔夫大赛
据说,澳洲原住民曾将回旋镖抛出近 100 m远,高度亦近50 m高,并且来回绕了五圈之多![6] 虽然这里所示范的回旋镖不可能飞得这麼神奇,但其短射程的特性适於室内及较小场地里飞行.这里介绍一种有趣的回旋镖玩法:在几个适当距离上摆置一些标竿,分令竞赛者掷镖回旋过杆,每过一杆便算进洞得分.此种玩法颇类似於高尔夫比赛,因此称之为回旋镖高尔夫.另一种回旋镖过关的方式,则是选取枝叶茂密之灌木作为标竿,将回旋镖射入树中即算进洞得分.由於回旋镖具有曲线飞行的能力,若在标竿之间适当选取一些障碍物,可提高过关的难度及增加趣味性.
回旋镖 [/b]
顾名思义就是飞出去以后会再飞回来。它的形状有三叶型、“十”字型、多叶型，以及其它的各种造型。我国早在新石器时代便已出现了用硬木片削制成的十字型猎具，原始部落的猎手们常用这种回旋前进的武器打击飞禽走兽，在不断的抛掷中他们发现不同的十字交叉，在风力的影响下能够回旋来去。杂技学术界认为中国最早的杂技节目便是回旋镖。相信你们很多人在电视中曾见过杂技表演者将回旋镖飞出去以后绕观众的头顶盘旋一圈在一片惊呼声中又飞回表演者的手中并获得满堂喝彩。（其实只要多加练习你们也可以做得到）猎手向猎物发出回旋镖以后，如果没有击中目标飞去来器会神奇般的返回发出者的手中。现在回旋镖成了今日澳洲人的宠儿，人们把它看作玩具和运动器械开展投掷比赛，这项运动已风行欧美，在德国北部城镇基尔定期的举行世界性的回旋镖锦标赛。不仅如此，它甚至深入到澳洲的主流文化中，于是出现了一种特殊的风俗，当客人离别时主人买一个回旋镖作为临别赠品。礼物含有祝福的意思，即祝他飞去了再飞回来。
回旋镖非常适合现代人作为一种户外休闲健身运动，在飞行的过程中可充份体会那种独特的飞行乐趣。当飞行水平日趋提高后会更加产生浓厚的兴趣，令人久玩不厌。
澳洲土著人
大约在四万年前，土著人就在澳洲定居。
在欧洲移民到达之前，土著部落分散居住在澳洲大陆的大部分地区，他们善于适应环境，富于创造性，掌握简朴而有效的技术。他们的物质文化虽然比较简单，但是他们已经创造、保存和传播了许多翔实的知识和技能，“回旋镖”即是其中一种。
“回旋镖”专利属于澳洲土著人，它是土著人在漫长的狩猎实践中最伟大的发明之一。早先，土著人只会用木制的棍棒狩猎或捕获飞禽，棍棒种类很多，有粗细、长短、尖钝之分，但大致分为两种：一类是打击用的，另一类是投掷用的，，土著人在使用这些棍棒的过程中，逐步进行发明创造，以适应生存需要，使土著人生存质量迈上一个新台阶。“回旋镖”因而成为土著人的标志，在土著人的历史上大放光辉。
1770年，英国皇家海军的“努力号”船长詹姆斯.库克在澳大利亚约克岛附近的一个岛屿登陆，升起了英国国旗，1788年，阿瑟.菲力普船长率领1500人组成的第一舰队在悉尼湾登陆，开始了英国新殖民地的历史，遭到当地土著人的拼死抵抗，在残酷血腥的战争中，落后的土著人无法跟文明人的枪炮火药相抗衡，但是，土著人手中一种神秘的、极具杀伤力的武器-------“回旋镖”，却使欧洲人付出了惨重代价，他们对这种神秘武器仔细研究，发现这种神秘之物竟然也利用了非常先进的空气动力学原理，酷爱体育的欧洲人开始对这种神秘之物进行精心改造，于是，有了今天风行欧美的大众户外健身玩具-----回旋镖。
Ⅵ 回旋镖是什么原理
了解白努利原理让直升机螺旋桨产生的提升力以及力矩垂直於陀螺转动轴所造成的进动后,将二者混合为一,即成回旋镖的飞行原理. 螺旋桨与陀螺仪的混合体仔细观察两翼面的厚薄,发现两翼并非以中心线镜面对称的。一般称较厚的一端为前缘,而较薄的一端为尾端。﹙右手﹚回旋镖的厚薄配置为：右翼外缘及左翼内侧为前缘,右翼内侧及左翼外缘为尾端。故右手掷镖后,如图回旋镖将逆时针旋转,此时较厚一端将永远在前,而较薄一端则是永远追随其后。 若将回旋镖弯曲的两翼拉直,中心钻个小洞,再插入一根竹棒?竹蜻蜓—直升机螺旋桨旋镖想像成竹蜻蜓的翼面。的螺旋桨或飞机翼的剖面,当翼面穿过空气时,上面的空气流被排挤偏离较远,但又与下端空气流同时于尾端结合,以相对于翼面静止的观察者而言,这意味着上面的空气流流速较快,而下面的空气流流速较慢。通常流速快的气压较流速面的气压来得低,此即所谓的“白努利原理(bernoulli’sprinciple)”,因此翼面感受到一向上的净提升力(liftforce)。不过我们都只有见过掉下来的竹蜻蜓,从未见过回转一圈回来的竹蜻蜓,可见此一类比只能解释回旋镖的漂浮能力,而无法完全说明其回转的动力。与回旋镖相似,本身自转而且同时绕着某个中心轴回转的例子,其实大家应不陌生,陀螺(gyroscope)便是这样的典范：当陀螺的中心轴不是铅直而是倾斜时,我们不是常见陀螺整体绕着通过支点的铅直线打转吗？这便是所谓的“进动(precession)”又若陀螺本身没有自转,则当陀螺倾斜时,重力不再与中心轴平行,陀螺便会有倾倒的趋势。另一方面,重力所造成的倾倒运动又可视为陀螺质心以支点为圆心的转动,故我们又可称此时有一转动的趋势,物理学则将此趋势量化为所谓的“力矩(torque)”。此转动方向以右手四指圈住,则拇指的方向即为力矩的方向。一般而言,力矩与物体的转动轴平行,其所驱动的转动会与物体原转动同向或反向,故使转动加速或减速。然而如图五的情况,力矩与物体的转动轴垂直,则自转转速不变,取而代之的是自转轴的方向改变。由于无论自转轴方向做多少改变,力矩方向始终与之保持垂直,故自转轴不断地改变方向,最终绕一圈回来,而有所谓的进动产生。了解白努利原理让直升机螺旋桨产生的提升力以及力矩垂直于陀螺转动轴所造成的进动后,将二者混合为一,即成回旋镖的飞行原理。白奴利原理对回旋镖的影响过此时的螺旋桨不是水平摆置而是垂直放置,而其相对应的陀螺自转轴与铅直线成九十度角,由于回旋镖一边飞行一边自转,故上半边的速率较下半边快。根据白奴利原理,上半边会有大于下半边的侧向力,如图六右边之后视图所示。若回旋镖没有自转,则此力会垂直于自转轴的力矩产生回旋。
Ⅶ 什么是回旋加速器它的工作原理是什么
回旋加速器 英文：Cyclotron 它是利用磁场使带电粒子作回旋运动，在运动中经高频电场反复加速的装置。是高能物理中的重要仪器。1930年劳伦特提出回旋加速器[1]的理论，1932年首次研制成功。它的主要结构是在磁极间的真空室内有两个半圆形的金属扁盒（D形盒）隔开相对放置，D形盒上加交变电压，其间隙处产生交变电场。置于中心的粒子源产生带电粒子射出来，受到电场加速，在D形盒内不受电场力，仅受磁极间磁场的洛伦兹力，在垂直磁场平面内作圆周运动。绕行半圈的时间为πm/qB，其中q是粒子电荷，m是粒子的质量，B是磁场的磁感应强度。如果D形盒上所加的交变电压的频率恰好等于粒子在磁场中作圆周运动的频率，则粒子绕行半圈后正赶上D形盒上电压方向转变，粒子仍处于加速状态。由于上述粒子绕行半圈的时间与粒子的速度无关，因此粒子每绕行半圈受到一次加速，绕行半径增大。经过很多次加速，粒子沿螺旋形轨道从D形盒边缘引出，能量可达几十兆电子伏特（MeV ）。回旋加速器的能量受制于随粒子速度增大的相对论效应，粒子的质量增大，粒子绕行周期变长，从而逐渐偏离了交变电场的加速状态。进一步的改进有同步回旋加速器。
Ⅷ 回转仪的原理介绍
刚体所受合外力矩为零时，动量矩守恒，刚体便在惯性支配下转动，其动量矩的大小和轴的方向将保持不变。
Ⅸ 杠杆原理是什么
原理简介
杠杆原理亦称“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（用力点、杠杆原理支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比。动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1• l1=F2•l2。式中，F1表示动力，l1表示动力臂，F2表示阻力，l2表示阻力臂。从上式可看出，欲使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。
古希腊科学家阿基米德有这样一句流传千古的名言：“给我一个支点，我就能撬起地球！”这句话有着严格的科学根据。
阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出了杠杆原理。他首先把杠杆实际应用中的一些经验知识当作“不证自明的公理”，然后从这些公理出发，运用几何学通过严密的逻辑论证，得出了杠杆原理。这些公理是：（1）在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上相等的重量，它们将平衡；（2）在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上不相等的重量，重的一端将下倾；（3）在无重量的杆的两端离支点不相等距离处挂上相等重量，距离远的一端将下阿基米德倾；（4）一个重物的作用可以用几个均匀分布的重物的作用来代替，只要重心的位置保持不变。相反，几个均匀分布的重物可以用一个悬挂在它们的重心处的重物来代替（5）相似图形的重心以相似的方式分布……
正是从这些公理出发，在“重心”理论的基础上，阿基米德发现了杠杆原理，即“二重物平衡时，它们离支点的距离与重量成反比。”阿基米德对杠杆的研究不仅仅停留在理论方面，而且据此原理还进行了一系列的发明创造。据说，他曾经借助杠杆和滑轮组，使停放在沙滩上的桅般顺利下水，在保卫叙拉古免受罗马海军袭击的战斗中，阿基米德利用杠杆原理制造了远、近距离的投石器，利用它射出各种飞弹和巨石攻击敌人，曾把罗马人阻于叙拉古城外达3年之久。
[编辑本段]概念分析
在使用杠杆时，为了省力，就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆；如欲省距离，就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。因此使用杠杆可以省力，也可以省距离。但是，要想省力，就必须多移动距离；要想少移动距离，就必须多费些力。要想又省力而又少移动距离，是不可能实现的。正是从这些公理出发，在“重心”理论的基础上，阿基米德发现了杠杆原理，即“二重物平衡时，它们离支点的距离与重量成反比。
杠杆的支点不一定要在中间，满足下列三个点的系统，基本上就是杠杆：支点、施力点、受力点。
其中公式这样写：动力*动力臂=阻力*阻力臂，即F1*L1=F2*L2这样就是一个杠杆。动力臂延伸
杠杆也有省力杠杆跟费力的杠杆，两者皆有但是功能表现不同。例如有一种用脚踩的打气机，或是用手压的榨汁机，就是省力杠杆 (力臂 > 力矩)；但是我们要压下较大的距离，受力端只有较小的动作。另外有一种费力的杠杆。例如路边的吊车，钓东西的钩子在整个杆的尖端，尾端是支点、中间是油压机 (力矩 > 力臂)，这就是费力的杠杆，但费力换来的就是中间的施力点只要动小距离，尖端的挂勾就会移动相当大的距离。
两种杠杆都有用处，只是要用的地方要去评估是要省力或是省下动作范围。另外有种东西叫做轮轴，也可以当作是一种杠杆的应用，不过表现尚可能有时要加上转动的计算。
古希腊科学家阿基米德有这样一句流传千古的名言："假如给我一个支点，就能撬起地球"这句话不仅是催人奋进的警句，更是有着严格的科学根据的。
[编辑本段]杠杆分类
杠杆可分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。这几类杠杆有如下特征：费力杠杆
1.省力杠杆：L1>L2, F1<F2 ,省力、费距离。如拔钉子用的羊角锤、铡刀，瓶盖扳子，动滑轮，手推车等。
2．费力杠杆： L1＜L2, F1＞F2,费力、省距离，如钓鱼竿、镊子，筷子，船桨等。
3．等臂杠杆： L1＝L2, F1＝F2,既不省力也不费力，又不多移动距离，如天平、定滑轮等。
[编辑本段]人体内的杠杆
几乎每一台机器中都少不了杠杆，就是在人体中也有许许多多的杠杆在起作用。拿起一件东西，弯一下腰，甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用，了解了人体的杠杆不仅可以增长物理知识，还能学会许多生理知识。
其中，大部分为费力杠杆，也有小部分是等臂和省力杠杆。
点一下头或抬一下头是靠杠杆的作用，杠杆的支点在脊柱之顶，支点前后各有肌肉，头颅的重量是阻力。支点前后的肌肉配合起来，有的收缩有的拉长配合起来形成低头仰头，从图里可以看出来低头比仰头要省力。
当曲肘把重物举起来的时候，手臂也是一个杠杆。肘关节是支点，支点左右都有肌肉。这是一种费力杠杆，举起一份的重量，肌肉要花费6倍以上的力气，虽然费力，但是可以省一定距离。
当你把脚尖翘起来的时候，是脚跟后面的肌肉在起作用，脚尖是支点，体重落在两者之间。这是一个省力杠杆，肌肉的拉力比体重要小。而且脚越长越省力。
如果你弯一下腰，肌肉就要付出接近1200牛顿的拉力。这是 由于在腰部肌肉和脊骨之间形成的杠杆也是一个费力杠杆。 所以在弯腰提起立物时，正确的姿式是尽量使重物离身体近一 些。以避免肌肉被拉伤。
[编辑本段]发现历程
阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出了杠杆原理。他首先把杠杆实际应用中的阿基米德一些经验知识当作"不证自明的公理"，然后从这些公理出发，运用几何学通过严密的逻辑论证，得出了杠杆原理。这些公理是：(1)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上相等的重量，它们将平衡；(2)在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上不相等的重量，重的一端将下倾；(3)在无重量的杆的两端离支点不相等距离处挂上相等重量，距离远的一端将下倾；(4)一个重物的作用可以用几个均匀分布的重物的作用来代替，只要重心的位置保持不变。相反，几个均匀分布的重物可以用一个悬挂在它们的重心处的重物来代替；似图形的重心以相似的方式分布……正是从这些公理出发，在"重心"理论的基础上，阿基米德又发现了杠杆原理，即"二重物平衡时，它们离支点的距离与重量成反比。"
阿基米德对杠杆的研究不仅仅停留在理论方面，而且据此原理还进了一系列的发明创造。据说，他曾经借助杠杆和滑轮组，使停放在沙滩上的桅船顺利下水。在保卫叙拉古免受罗马海军袭击的战斗中，阿基米德利用杠杆原理制造了远、近距离的投石器，利用它射出各种飞弹和巨石攻击敌人，曾把罗马人阻于叙拉古城外达3年之久。
这里还要顺便提及的是，在我国历史上也早有关于杠杆的记载。战国时代的墨家曾经总结过这方面的规律，在《墨经》中就有两条专门记载杠杆原理的。墨经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。这样的记载，在世界物理学史上也是非常有价值的，而且墨子的发现比阿基米德早了约二百年。
历史故事
阿基米德将自己锁在一间小屋里, 正夜以继日地埋头写作《浮体论》．这天突然闯进一个人来, 一进门就连忙喊道: ‘哎呀! 你老先生原来躲在这里．国王正调动大批人马, 在全城四处找你呢．’阿基米德认出他是朝廷大臣, 心想, 外面一定出了大事．他立即收拾起羊皮书稿, 伸手抓过一顶圆壳小帽, 随大臣一同出去, 直奔王宫．
当他们来到宫殿前阶下时, 就看见各种马车停了一片, 卫兵们银枪铁盔, 站立两行, 殿内文武满座, 鸦雀无声．国王正焦急地在地毯上来回踱步．由于殿内阴暗, 天还没黑就燃起了高高的烛台．灯下长条案上摆着海防图、陆防图．阿基米德看着这一切, 就知道他最担心的战争终于爆发了．
原来地中海沿岸在古希腊衰落之后, 先是马其顿王朝的兴起, 马其顿王朝衰落后, 接着是罗马王朝兴起．罗马人统一了意大利本土后向西扩张, 遇到另一强国迦太基．公元前264 年到公元前221 年两国打了23 年仗, 这是历史上有名的‘第一次布匿战争’, 罗马人取得胜利．公元前218 年开始又打了4 年, 这是‘第二次布匿战争’, 这次迦太基起用一个奴隶出身的军事家汉尼拔, 一举擒获罗马人5 万余众．地中海沿岸的两个强国就这样连年争战, 双方均有胜负．叙拉古, 则是个夹在迦、罗两个强国中的城邦小国, 在这种长期的战争风云中, 常常随着两个强国的胜负而弃弱附强, 飘忽不定．阿基米德对这种外交策略很不放心, 曾多次告诫国王, 不要惹祸上身．可是现在的国王已不是那个阿基米德的好友亥尼洛．他年少无知, 却又刚愎自用．当‘第二次布匿战争’爆发后, 公元前216 年, 眼看迦太基人将要打败罗马人, 国王很快就和罗马人决裂了, 与迦太基人结成了同盟, 罗马人对此举很恼火．现在罗马人又打了胜仗, 于是采取了报复的行动, 从海陆两路向这个城邦小国攻过来, 国王吓得没了主意．当他看到阿基米德从外面进来, 连忙迎上前去, 恨不得立即向他下跪, 说道: ‘啊, 亲爱的阿基米德, 你是一个最聪明的人, 先王在世时说过你都能推动地球．’
关于阿基米德推动地球的说法, 却还是他在亚历山大里亚留学时候的事．当时他从埃及农民提水用的吊杆和奴隶们撬石头用的撬棍受到启发, 发现可以借助一种杠杆来达到省力的目的, 而且发现, 手握的地方到支点的这一段距离越长, 就越省力气．由此他提出了这样一个定理: 力臂和力 (重量) 的关系成反比例．这就是杠杆原理．用我们现在的表达方式表述就是: 重量×重臂=力×力臂．为此, 他曾给当时的国王亥尼洛写信说: ‘我不费吹灰之力, 就可以随便移动任何重量的东西；只要给我一个支点, 给我一根足够长的杠杆, 我连地球都可以推动．’可现在这个小国王并不懂得什么叫科学, 他只知道在大难临头的时候, 借助阿基米德的神力来救他的驾．
可是罗马军队实在太厉害了．他们作战时列成方队, 前面和两侧的士兵将盾牌护着身子, 中间的士兵将盾牌举在头上, 战鼓一响这一个个方队就如同现代的坦克一样, 向敌方阵营步步推进, 任你乱箭射来也丝毫无损．罗马军队还有特别严明的军纪, 发现临阵脱逃的立即处死, 士兵立功晋级, 统帅获胜返回罗马时要举行隆重的凯旋仪式．这支军队称霸地中海, 所向无敌, 一个小小的叙拉古哪里放在眼里．况且旧恨新仇, 早想进行一次彻底清算．这时由罗马执政官马赛拉斯统帅的四个陆军军团已经挺进到了叙拉古城的西北．现在城外已是鼓声齐鸣, 杀声震天了．在这危急的关头, 阿基米德虽然对因国王目光短浅造成的这场祸灾非常不满, 但木已成舟, 国家为重, 他扫了一眼沉闷的大殿, 捻着银白的胡须说: ‘如果单靠军事实力, 我们决不是罗马人的对手．现在若能造出一种新式武器来, 或许还可守住城池, 以待援兵．’国王一听这话, 立即转忧为喜说: ‘先王在世时早就说过, 凡是你说的, 大家都要相信．这场守卫战就由你全权指挥吧．’
两天以后, 天刚拂晓, 罗马统帅马赛拉斯指挥着他那严密整齐的方阵向护城河攻来．今天方阵两边还预备了铁甲骑兵, 方阵内强壮的士兵肩扛着云梯．马赛拉斯在出发前曾口出狂言: ‘攻破叙拉古, 到城里吃午饭去．’在喊杀声中, 方阵慢慢向前蠕动．照常规, 城头上早该放箭了．可今天城墙上却是静悄悄地不见一人．也许是几天来的恶战使叙拉古人筋疲力尽了吧．罗马人正在疑惑, 城里隐约传来吱吱呀呀的响声, 接着城头上就飞出大大小小的石块, 开始时大小如碗如拳一般, 以后越来越大, 简直有如锅盆, 山洪般地倾泻下来．石头落在敌人阵中, 士兵们连忙举盾护体, 谁知石头又重, 速度又急, 一下子连盾带人都砸成一团肉泥．罗马人渐渐支持不住了, 连滚带爬地逃命．这时叙拉古的城头又射出了密集的利箭, 罗马人的背后无盾牌和铁甲抵挡, 那利箭直穿背股, 哭天喊地, 好不凄惨．
阿基米德到底造出了什么秘密武器让罗马人大败而归呢? 原来他制造了一些特大的弩弓——发石机．这么大的弓, 人是根本拉不动的, 他就利用了杠杆原理．只要将弩上转轴的摇柄用力扳动, 那与摇柄相连的牛筋又拉紧许多根牛筋组成的粗弓弦, 拉到最紧时, 再突然一放, 弓弦就带动载石装置, 把石头高高地抛出城外, 可落在1000 多米远的地方．原来这杠杆原理并不是简单使用一根直棍撬东西．比如水井上的辘轳吧, 它的支点是辘轳的轴心, 重臂是辘轳的半径, 它的力臂是摇柄, 摇柄一定要比辘轳的半径长, 打起水来就很省力．阿基米德的发石机也是运用这个原理．罗马人哪里知道叙拉古城有这许多新玩艺儿．
就在马赛拉斯刚被打败不久, 海军统帅古劳狄乌斯也派人送来了战报．原来, 当陆军从西北攻城时, 罗马海军从东南海面上也发动了攻势．罗马海军原来并不十分厉害, 后来发明了一种舷钩装在船上, 遇到敌舰时钩住对方, 士兵们再跃上敌舰, 变海战为陆战, 占一定的优势．今天克劳狄乌斯为了对付叙拉古还特意将兵舰包上了一层铁甲, 准备了云梯, 并号令士兵, 只许前进, 不许后退．奇怪的是, 这天叙拉古的城头却分外安静, 墙的后面看不到一卒一兵, 只是远远望见几副木头架子立在城头．当罗马战船开到城下, 士兵们拿着云梯正要往墙上搭的时候, 突然那些木架上垂下来一条条铁链, 链头上有铁钩、铁爪, 钩住了罗马海军的战船．任水兵们怎样使劲划桨都徒劳无功, 那战船再也不能挪动半步．他们用刀砍, 用火烧, 大铁链分毫无损．正当船上一片惊慌时．只见大木架上的木轮又‘嘎嘎’地转动起来, 接着铁链越拉越紧, 船渐渐地被吊起离开了水面．随着船身的倾斜, 士兵们纷纷掉进了海里, 桅杆也被折断了．船身被吊到半空后, 这个大木架还会左右转动, 于是那一艘艘战舰就像荡秋千一样在空中摇荡, 然后有的被摔到城墙上或礁石上, 成了堆碎片；有的被吊过城墙, 成了叙拉古人的战利品．这时叙拉古的城头上还是静悄悄的, 没有人射箭, 也没有人呐喊, 好像是座空城, 只有那几副怪物似的木架, 不时伸下一个个大钩钩走一艘艘战船．罗马人看着这‘嘎嘎’作响的怪物, 吓得全身哆嗦, 手腿发软, 只听到海面上一片哭喊声和落水碰石后的呼救声．克劳狄乌斯在战报中说: ‘我们根本着不见敌人, 就像在和一只木桶打仗．’阿基米德的这些‘怪物’原来也是利用了杠杆原理, 并加了滑轮．
经过这场大战, 罗马人损兵折将, 还白白丢了许多武器和战船, 可是却连阿基米德的面都没见到．
[编辑本段]实例演示
杠杆原理基本有3种类型，第一类的杠杆例子是天平、剪刀、钳子等，第二类杠杆的例子是开瓶器、胡桃夹，第三类杠杆如锤子、镊子等。
杠杆分为3种杠杆。第一种是省力的杠杆，如：开瓶器等。第二种是费力的杠杆，如：镊子、钓鱼竿等。第三种是既不省力也不费力的杠杆，如：天平、定滑轮等。
关于——
阿基米德能举起地球吗？
“给我一个支点，我就能翘起地球”，相传这是古代发现杠杆原理的阿基米德说的话。
阿基米德知道，如果利用杠杆，就能用一个最小的力，把无论怎样重的东西举起来，只要把这个力放在杠杆的长臂上，而让短臂对重物起作用。因此，他的手就可以举起质量等于地球的重物。
然而如果这个古代伟大科学家知道地球的质量是多么大，他也许就不会这样夸口了。让我们设想阿基米德真的找到了另一个地球做支点；再设想他也做成了一根够长的杠杆。你知道他得用多少时间才能把质量等于地球的一个重物举起，哪怕只举起1cm呢？至少要30万亿年！
地球的质量天文学家是知道这样大的物体，如果把它拿到地球上称的话，它的重量大约是：6 000 000 000 000 000 000 000t。
如果一个人只能直接举起60kg的重物，那么他要“举起地球”，就得把自己的手放在一根这样长的杠杆上，他的长臂应当等于它的短臂的100 000 000 000 000 000 000倍！
简单地计算一下就可以知道，在短臂的那一头举高1cm，就得把长臂那一头在宇宙空间里画一个大弧形，弧的长度大约是：1 000 000 000 000 000 000km。
这就是说，阿基米德如果要把地球举起1cm，他那扶着杠杆的手就得移动大到这样不可想象的一个距离！那么他要用多少时间才能做完这件事呢？如果我们认为阿基米德能在一秒种里把60kg的重物举高一米(这种工作能力已经几乎等于一马力！)，那么，他要把地球举起1cm，就得用去100 000 000 000 000 000 000S，或三十万亿年！可见阿基米德无法完成这个任务。
杠杆论文
一根长为4米的一头粗一头细的木棒，在距粗端1米处支住它可以平衡；如果在距粗端2 米处支住，且在另一端挂20N的重物，杠杆仍可平衡，那么这根棒重为多少？
在距粗端1米处支住它可以平衡说明了他的重心在距粗端1米处.
如果在距粗端2 米处支住，且在另一端挂20N的重物，杠杆仍可平衡，F1*L1=F2*L2得:
G*1m=20N*2m
解得：G=40N
所以，这根棒重为40N。
[编辑本段]杠杆平衡
定义
杠杆平衡是指杠杆处于静止状态下或匀速转动的状态下。
怎样使杠杆保持平衡
阻力点到支点的距阻力点到支点的距离×阻力点钩码数=动力点到支点的距离×动力点钩码数离×阻力点钩码数=动力点到支点的距离×动力点钩码数
[编辑本段]杠杆原理在财务管理中的作用
财务杠杆是公司财务管理的重要分析工具，公司管理层可以利用财务管理中的几种杠杆，在投融资决策方面做好“度”的把握，并进行相应评估。大多数学者对杠杆在财务管理中的应用原理描述模糊，本文将从一个更加清楚和直观的视角阐述如何理解杠杆原理以及如何利用杠杆原理对公司的经营与财务状况进行评价。
一、财务管理中的杠杆原理本质
财务管理中的杠杆原理本质可以概括为企业在每个会计期间对所发生的固定成本或费用的利用程度。这里所讲的固定成本或费用分为两类：（1）经营活动所产生的固定成本或费用（以下简称为固定成本），如固定资产的折旧、职员工资、办公费等；（2）筹资活动所产生的固定成本或费用（以下简称为固定财务费用），这一部分费用主要是由企业从事筹资活动而产生的，主要体现为债务资本的利息或发行股票应支付的股息。在下面的分析中，笔者假设筹资活动中，债务资本的利息是唯一的固定财务费用。
二、描述公司经营状况的重要尺度---经营杠杆
经营杠杆指企业对经营活动所产生的固定成本的利用程度。当企业的主营业务收入发生变化时，这种变化会通过支点（固定成本）最终会引起企业经营活动成果（息税前利润EBIT）的变化。笔者拟从经营杠杆利益和风险的角度分析这种变化的程度及变化的原因。
三、描述公司财务状况的重要尺度——财务杠杆
财务杠杆指企业对筹资活动（债务性筹资）所产生的固定财务费用的利用程度。当企业的息税前利润（EBIT）发生变化时，这种变化会通过支点即固定财务费用最终引起企业净利润的变化。笔者将从财务杠杆利益和风险的角度分析这种变化的程度及变化的原因。
四、公司整体运营状况描述的重要尺度——综合杠杆
综合杠杆应该理解为企业对上述固定成本和固定财务费用的综合利用程度，即企业的主营业务收入通过经营杠杆支点O1和财务杠杆支点O2两个支点的传递，使得企业的经营成果（净利润）相对主营业务收入的变化有一个更大的变化，变化程度的大小取决于两个杠杆支点的共同作用
综上分析，企业管理层如何在上述经营杠杆(或财务杠杆)上寻找一个支点位置O，就转化为确定合适的固定资产投资规模(或债务筹资规模)，使企业的经营杠杆或财务杠杆的利益和风险达到企业可接受的程度；同时为降低企业整体经营风险和财务风险，企业管理层可利用本文的分析方法，用直观的思路同时考虑财务杠杆支点和经营杠杆支点的相对位置，从而作出较满意的决策。