物理——巧用正压力【代发】

凯撒

（辽宁省海城市西四中学 陈荣华
114218）
各位读者朋友们：我认为斜面上的正压力通过杠杆是可以接收的，接收的正压力可以改变方向，当斜面的仰角比较小时，能够证明正压力大于下滑力与阻力的和，使物体在斜面上向上运动，最后正压力可以转变成向上的牵引力。下面分别介绍机械设计和证明过程：
1、对杠杆的说明 图1
1.1、D1D2D3D4是一块薄板（把它看做杠杆，下同）,简称杠杆1；C1C2C3C4是支撑杠杆1的支架（把它看做支点，下同），简称支点1。它的作用是支撑杠杆1，使杠杆1在这个支点上转动。要求支点1把杠杆1从左到右分成两部分为1：1。
1.2、A1A2A3A4A5A6A7A8是一块薄板经过两次择叠而成的，简称杠杆2；B1B2B3B4是支撑杠杆2的支架，简称支点2；要求杠杆2的支点在A2A3的中间，它的作用是支撑杠杆2，使杠杆2在这个支点上转动。要求不工作时平面A1A2A3A8与水平面平行（用材质的薄厚配平）。
1.3、把物体M放在靠A5A6的位置时， A5A6边向下运动，A1A2、D3D4同时向上运动，使D1D2向下运动
2、杠杆组的作用 图2
把二个(也可以多个)图1组成一个杠杆组，当物体M放在杠杆2最右边的边缘位置时，杠杆2最右边的边缘向下运动，最左边的杠杆1的左边也向下运动。
3、用齿轮改变转动角度、改变力的方向 图3，O1、O2是两个齿轮，它们的直径比1∶10，O1A是固定在小齿轮上的杠杆，O2L是固定在大齿轮上的杠杆；A、B、C、D、是四个定滑轮。绳子AE分别过以上四个定滑轮。当杠杆O2L向下转动1度时，杠杆O1A向下转动10度，且改变了力的方向。
4、完整的组合图形 图4， 把图2、图3组合在一起组成图4，其中最左边杠杆1左边与杠杆LO2相交，杠杆2的斜面放上物体M，绳子AE的E端固定在物体M上。要求：杠杆2动力臂的长A2A3的一半不小于阻力臂O1A的长。
5、力在杠杆组中的关系 图5， 图5是一个简单的杠杆组，在杠杆的最左端施加力F，在杠杆组的最右边就能得到一个力f，根据杠杆原理 F1L1=F2L2=F3L3=F4L4=F5L5=F6L6=F7L7=……=FnLn，即F1L1=FnLn。也就是说在一个杠杆组的一端施加力F，在杠杆的另一端得到的力f，f的大小与杠杆组中的杠杆个数（杠杆的支点数）及力臂大小无关，只与所有支点最外端的两部分杠杆力臂有关。
6计算、图6
6.1在杠杆2的斜面上放重物M，若斜面仰角a，正压力F=Mgcosa，下滑力f1=MGsina，阻力f2=MGK(K是摩擦系数)；当正压力F大于下滑力f1+阻力f2时，即F＞f1 +f2时，物体就能向上运动。
6.2、用特殊值：  设a=30o：cos30o≈0.866，sin30o=.05，K＝0.02(K取.0.02)，F —（f1 +f2）≈MG(0.86―0.5―0..02) =0.34MG＞0。
     通过以上装置把力转到杠杆O1A上，变成物体沿斜面向上的牵引力，这样物体M就能沿斜面向上运动。
6.3、转动角度：假如物体在杠杆2的斜面上运动，使这个斜面向下转动了βo，杠杆LO2也可以向下转动了βo，则杠杆O1A的就向下转动了10βo。
6.4、物体在斜面上运动的距离
6.4.1、物体在杠杆2上对斜面产生了正压力，使斜面向下转动，当斜面转动的角度βo，杠杆O1A绕O1转动10βo，A点旋转的弧长S=2πR10β0/3600=πRβ/18(R=O1A)。也就是物体沿斜面向上运动的距离S=πRβ/18。物体在杠杆2的斜面上垂直上升的高度h=πRβSin(α—β)/18
6.4.2用特殊值计算：设使杠杆2的斜面下转3o ，则杠杆A O1下转30o，物体在斜面上运动的距离也就是点A以A O1为半径，绕O1转动的弧长S＝2πR30o /360＝πR/6，也就是说组合杠杆中的斜面下降3o 时，物体沿斜面沿向上运动的距离S＝πR/6 。物体在杠杆2的斜面上垂直上升的高度h=πRSin(30—3)0/6≈πR/12




    通过以上说明和计算可知：物体在斜面上的正压力可以转化成对物体向上的牵引力，当斜面的仰角不大于30o时，物体在斜面上自己就能向上运动。

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智跃电源

弱弱的问一句，符合能量守恒定律吗？你这样说的话东西向上运动的话，能量要降低才可以的......，但是，貌似不但有变成内能的一部分....还有变成势能的一部分....这部分能量哪里来？下面我来细细看...看哪里出错了...不过，这想法真有创意！有想法！

智跃电源

明白了...你这哪是向上拉....只不过是变换重心....把物体和所有杠杆看作一个整体，你不过是在调整他们的重心，如果算上摩擦，其结果肯定是总势能变小，但是，有可能的情况就是你下面的所有杠杆倒掉了，然后通过三到四个定滑轮把势能传给了物块...然后...物块就被拉高了....，但是，你先要把杠杆树起来的能量怕也是比较费力的....
所以说，你这只不过是一个定滑轮系统，只不过把物体和拉物体的东西（杠杆)挨在了一起，而出现的相对运动，你把他当成向上跑了.....