杠杆原理pptPPT课件

杠杆在物理学中地位及意 义
2024/1/26
14
物理学中对杠杆研究历程
01
02
03
古希腊时期
阿基米德等学者对杠杆进 行初步研究，提出杠杆原 理和浮力原理。
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文艺复兴时期
伽利略、达芬奇等人对杠 杆进行深入研究，推动力 学发展。
近代以来
牛顿、欧拉等物理学家进 一步完善杠杆理论，为现 代力学奠定基础。
讨论
本实验通过制作简易天平和测量物体质量的过程，探究了杠杆平衡条件并掌握了相关测量 方法。实验结果与理论预测相符，验证了杠杆平衡条件的正确性。同时，实验结果也表明 多次测量取平均值可以有效减小误差。
26
06
总结回顾与拓展延伸
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关键知识点总结回顾
杠杆的定义和原理
杠杆是一种简单机械，由一个固 定点（支点）和两个力臂组成， 通过力的作用实现力的放大或方
力的传递与放大
杠杆原理可以实现力的传递和放大， 使得较小的力能够产生较大的力矩， 进而实现撬动地球的效果。
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19
古代战争器械中运用到的杠杆原理
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投石机
投石机是古代战争中常用的器械 之一，其运用杠杆原理将人力或 畜力转化为石块的动能，实现远 程打击。
攻城槌
攻城槌是一种用于攻击城墙的器 械，其运用杠杆原理将人力或畜 力放大，使得槌头能够产生巨大 的冲击力。
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阻力
阻碍杠杆转动的力 ，用字母F₂表示。
阻力臂
从支点到阻力作用 线的距离，用字母l₂ 表示。
6
杠杆平衡条件
杠杆平衡条件
动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F₁l₁=F₂l₂。

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20
05
杠杆原理在科技领域的应用
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21
机械手臂与自动化设备中的应用
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杠杆机构实现精确运动
在机械手臂和自动化设备中，利用杠杆原理设计机构，可 以实现精确的位置控制和力量传递，提高设备的运动精度 和稳定性。
节省空间和能源
杠杆机构具有结构紧凑、传动效率高的特点，在机械手臂 和自动化设备中应用可以节省空间，降低能源消耗。
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19
数据记录与结果分析
数据记录
记录每次实验时钩码的数量、位置和弹簧测力计的示数，以及对应的力臂长度。
结果分析
通过实验数据可以发现，当杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1×L1=F2×L2。这一结论与杠杆平衡 条件的理论公式相符，验证了实验的正确性。同时，实验结果也表明，杠杆的平衡状态与动力和阻力的大小、方 向以及力臂的长度有关。
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实验器材和步骤
实验步骤
将杠杆安装在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
在杠杆左侧挂上一定数量的钩码，作为阻力F2，在右侧用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠 杆在水平位置平衡，读出此时弹簧测力计的示数F1和对应的力臂L1。
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实验器材和步骤
改变钩码的数量和位置，重复上述实验步骤，记录多组数据。 分析实验数据，得出结论。
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15
实验目的和原理
实验目的
通过实验研究杠杆的平衡条件，理解杠杆的工作原理和应用。
实验原理
杠杆平衡条件是指杠杆在静止或匀速转动状态下，动力×动力臂=阻力×阻力臂 ，即F1×L1=F2×L2。

F1 F2 F1
O O
F2
找下列杠杆的支点O，动力F1和阻力F2.
F1
o
思考：将手下移靠近0点，F1产生的效果F是2否不变?
F1
oL
L
1
2 F2
力臂：支点到力的作用线的距离
(力的作用线：通过力的作用点，沿力的方向所画的直线)
动力臂(L1)：从支点到动力作用线的垂直距离 阻力臂(L2)：从支点到阻力作用线的垂直距离
F1
O
L2
F2
练习3
出杠杆力臂。
F1
L2
F2
O
杠杆示意图:
F1 O L2
L1 F2
L2
F1
O
L1 F2画出图中杠杆各Fra bibliotek的力臂F1
B
A F2
O
2、杠杆的五要素
支点(o) 杠杆绕着转动的固定点
F1
L2 动力(F1) 使杠杆转动的力
O
阻力(F2) 阻碍杠杆转动的力
L1
F2
动力臂(L1) 从支点到动力作用线的垂直距离 阻力臂(L2) 从支点到阻力作用线的垂直距离
O
它撬起来，想想看，
怎么做？
支 点：杠杆绕着转动的固定点 (用O表示)F2
动 力：能够使杠杆转动的力 (用F1表示) 阻 力：阻碍杠杆转动的力 (用F2表示)
生活小常识：
一、 有一颗核桃,如何弄碎? 二、有一瓶啤酒，怎样把瓶盖子打开？ （注意：视察并找支点，动力，阻力，要保护好自己）
你会找下列杠杆的支点O，动力F1和阻力F2吗？
杠杆的类型:
省力杠杆：动力臂 大于阻力臂的杠杆。
费力杠杆：动力臂 小于阻力臂的杠杆。
等臂杠杆：动力臂 等于阻力臂的杠杆。

结论分析
力臂长度是影响杠杆平衡的重要因素之一。在作用力不变 的情况下，力臂长度越长，杠杆越容易向该侧倾斜。
改变作用力大小对平衡影响
实验设计
保持力臂长度不变，改 变作用力大小，观察杠 杆平衡情况。
实验现象
当作用力增大时，杠杆 向作用力较大的一侧倾 斜；反之，当作用力减 小时，杠杆向作用力较 小的一侧倾斜。
3
履带吊
履带吊采用履带行走装置，具有较强的稳定性和 越野能力，其吊臂同样利用杠杆原理进行重物起 吊。
04
探究影响杠杆平衡因素
改变力臂长度对平衡影响
实验设计
保持作用力不变，改变力臂长度，观察杠杆平衡情况。
实验现象
当力臂长度增加时，杠杆向力臂较长的一侧倾斜；反之， 当力臂长度减小时，杠杆向力臂较短的一侧倾斜。
复杂机械系统中的杠杆
在复杂的机械系统中，杠杆往往与其他简单机械（如滑轮、轮轴等）组合使用，实现更 复杂的运动形式和力传递。
杠杆在复杂机械系统中的作用
杠杆在复杂机械系统中主要起到改变力的方向和大小的作用，同时也可以通过与其他简 单机械的组合实现更复杂的运动形式。
复杂机械系统中杠杆的应用实例
汽车方向盘、自行车刹车系统、挖掘机等。
结论分析
杠杆的形状和材质对其平衡特性具有重要影响。不同形状和材质的杠杆在相同条件下可能 表现出不同的平衡特性，因此在设计和使用杠杆时需要考虑这些因素。
05
实验：制作简易天平并测量物体质量
实验目的和所需材料
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ实验目的 学习杠杆平衡原理
掌握天平的使用方法
实验目的和所需材料
培养动手能力和实验技能 所需材料
但可以移动更短的距离。
第三类杠杆：等臂杠杆

(3)甲同学测出了一组数据后就得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结
论，乙同学认为他的做法不合理，理由是一___组__实___验__数__据___太__少___，__具__有___偶__然 ____性___，__不___便__找__出___普__遍___规__律___。
(4)丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离 ＝阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙
【解析】横梁对轨道 A 的压力 F 和轨道 A 对横梁的支持力是 一对相互作用力，把 MN 看成一根杠杆，B 为支点，A 对横梁的 支持力为动力，零件的重力为阻力(其他重力和摩擦力不计)；由 v ＝st可得，t 时间内 AD 段的长度 LAD＝vt，则零件重力的力臂 LG ＝L－LAD＝L－vt，轨道 A 对横梁支持力的力臂为 L，由杠杆的平 衡条件可得 F·L＝G·(L－vt)，则 F＝G（LL－vt）＝G－GLvt＝mg－ mLgvt。
同学的结论是错误的，他做了如图丙的实验，此实验 _能___(选填“能”或“不
能”)说明该结论是错误的，图丙实验中，已知杠杆上每个小格长度为5 cm， 每个钩码重0.5 N，当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆，
使杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂 __等__于_(选填“等于”或“不等于”)
L1
L2
F1
F2
L2 O L1
F2 F1
例题解析
例题解析
1、如图所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图
中所画力臂正确的是（ D ）
L
o
o
L o
L o
G
FG
L
F
G
FG
F
A

直距离 阻力臂Ｌ２：支点到阻力作用线的垂
直距离
阻力臂 Ｌ２
杠杆结构
支点O
Ｆ２
阻力
动力臂 Ｌ１
Ｆ１
动力
例1：找出下列支点
支
F2
点
F1
例2：在下图中找出动 力的作用线
F2 F1
支 点
F1
F1 下一张
例3：在下图中作出F1的力臂
L1
F2 F1
L1 F1
怎样找力臂
（1）：找出支点 （2）：作出力的作用线（用虚线） （3）：从支点作这些力的作用线的 垂线（用虚线） （4）：标出垂直符号；标出力臂
A
O
B
B、 G＜F C、 G＝F
G F
D、无法确定
练一练
如图所示，要使杠杆平衡，可在 N点施加F1、F2、F3、F4几个 力，其中最小的一个是（ B ）
A、 F1 B、 F2 C、 F3 D、 F4
O
G
F1 N
F4 F2
F3
练一练
如图，一杆秤悬挂在空中 处于平衡状态，挂钩A到 提纽O的距离为3cm，秤 砣B到提纽O的距离为 27cm，已知秤砣的质量 为2kg。问物体的质量是 多少kg？
F1（动力） F2（阻力）
支点
F1
L1
（动力臂）
F2
L2 （阻力臂）
作出下图的力臂
F1 F2
F1
下列哪一组器具都是生活中常见 的杠杆（ B ） A、铅笔、筷子、电灯泡 B、筷子、剪刀、钓鱼杆
C、扁担、剪刀、手杖
D、铅球、扳手、小拖车
下列关于力臂的说法中正确的是 （D ）
Ａ、力臂是从支点到力的距离 Ｂ、力臂是从支点到力的作用线之 间的杠杆的长度

《杠杆》PPT课件
contents
目录
• 杠杆原理基本概念 • 杠杆平衡条件分析 • 杠杆应用：省力、费力和等臂杠杆 • 杠杆在物理学中重要意义 • 实验探究：测量滑轮组机械效率 • 生活中应用拓展与创新思维培养
01
杠杆原理基本概念
杠杆定义及作用
杠杆定义
一根在力的作用下可绕固定点转动 的硬棒就叫杠杆。
减小误差的方法：使用更精确的测量工具、规范操作、 多次测量取平均值等
06
生活中应用拓展与创新思维培 养
生活中创意应用案例分享
杠杆原理在建筑中的应用
杠杆原理在生物中的应用
如古代建筑中的斗拱结构，利用杠杆 原理实现力的平衡和支撑。
如人体骨骼和肌肉系统，通过杠杆作 用实现运动。
杠杆原理在机械中的应用
如自行车刹车系统、汽车悬挂系统等， 通过杠杆放大或减小力量，实现精确 控制。
生活中常见杠杆实例
筷子
费力杠杆，动力臂小于阻力臂， 虽然费力但是省了距离。
起瓶器
省力杠杆，动力臂大于阻力臂， 省力但费了距离。
剪刀
根据用途不同可以是省力杠杆或 费力杠杆，如理发剪是费力杠杆， 而裁衣剪则是省力杠杆。
镊子
费力杠杆，动力臂小于阻力臂， 用于夹取细小物品。
02
杠杆平衡条件分析
平衡状态与条件概述
等臂杠杆原理及应用举例
等臂杠杆原理
等臂杠杆的动力臂等于阻力臂，平衡时动力和阻力大小相等。 既不省力也不费力，既不省距离也不费距离。
天平
天平是一种测量物体质量的仪器，使用等臂杠杆原理。在天 平两端放置质量相等的物体，天平就会保持平衡。
定滑轮
定滑轮是一种固定不动的滑轮，使用等臂杠杆原理。通过定 滑轮可以改变力的方向，但是不改变力的大小。

杠杆的基本原理
杠杆平衡条件
支点、施力点、阻力点在同一直线上，且支点到施力点的 距离与支点到阻力点的距离之比等于施力点到支点的距离 与阻力点到支点的距离之比。
费力杠杆
施力点与支点之间的距离小于阻力点与支点之间的距离， 费力但省距离。
省力杠杆
施力点与支点之间的距离大于阻力点与支点之间的距离， 可以省力但费距离。
02 剪刀
剪刀是利用省力杠杆的原理，通过缩短距离来省 力，因此在剪切厚重或坚韧的物体时特别方便。
03 指甲刀
指甲刀也是利用省力杠杆的原理，可以让人们轻 松修剪指甲。
费力杠杆的应用
01 镊子
镊子虽然可以夹起小物体，但是使用时需要用较 大的力气，因此是费力杠杆的应用。
02 筷子
筷子虽然可以轻松夹起食物，但是在使用过程中 需要用较大的力气来移动，因此也属于费力杠杆 的应用。
省力杠杆
总结词
能够省力的杠杆
详细描述
省力杠杆的特点是动力臂较长，阻力臂较短，可以节省施加的力，但会使得作用距离减小。例 如，开瓶器、老虎钳、剪刀等都属于省力杠杆。
费力杠杆
总结词
费力的杠杆
详细描述
费力杠杆的特点是动力臂较短，阻力臂较长，需 要施加较大的力，但作用距离会增加。例如，船 桨、钓鱼竿、镊子等都属于费力杠杆。
展望
未来发展方向
随着科学技术的不断发展和人们的需 求不断变化，杠杆原理的应用也在不 断发展和变化。未来，人们将继续探 索杠杆原理的新应用，并开发出更加 高效和实用的设备和技术。
未来挑战
尽管杠杆原理的应用已经非常广泛， 但是在实际应用中仍然存在一些挑战 和问题。例如，杠杆的设计和制造需 要精确的计算和材料选择，否则可能 会导致失败或损坏。此外，对于一些 复杂的杠杆系统，需要进行详细的分 析和模拟才能得到正确的结果。

六、杠杆原理的应用
【最小动力的确定】
可见，杠杆这一简单机械依然具有重要的价值
七、杠杆的设计和选择
【活动】设计一个杠杆帮助人们从井中打水。
思考：怎么克服杠杆的这些缺陷呢？
1、不要做刺猬，能不与人结仇就不与人结仇，谁也不跟谁一辈子，有些事情没必要记在心上。 2、相遇总是猝不及防，而离别多是蓄谋已久，总有一些人会慢慢淡出你的生活，你要学会接受而不是怀念。 3、其实每个人都很清楚自己想要什么，但并不是谁都有勇气表达出来。渐渐才知道，心口如一，是一种何等的强大! 4、有些路看起来很近，可是走下去却很远的，缺少耐心的人永远走不到头。人生，一半是现实，一半是梦想。 5、你心里最崇拜谁，不必变成那个人，而是用那个人的精神和方法，去变成你自己。 6、过去的事情就让它过去，一定要放下。学会狠心，学会独立，学会微笑，学会丢弃不值得的感情。 7、成功不是让周围的人都羡慕你，称赞你，而是让周围的人都需要你，离不开你。 8、生活本来很不易，不必事事渴求别人的理解和认同，静静的过自己的生活。心若不动，风又奈何。你若不伤，岁月无恙。 9、命运要你成长的时候，总会安排一些让你不顺心的人或事刺激你。 10、你迷茫的原因往往只有一个，那就是在本该拼命去努力的年纪，想得太多，做得太少。 11、有一些人的出现，就是来给我们开眼的。所以，你一定要禁得起假话，受得住敷衍，忍得住欺骗，忘得了承诺，放得下一切。 12、不要像个落难者，告诉别人你的不幸。逢人只说三分话，不可全抛一片心。 13、人生的路，靠的是自己一步步去走，真正能保护你的，是你自己的选择。而真正能伤害你的，也是一样，自己的选择。 14、不要那么敏感，也不要那么心软，太敏感和太心软的人，肯定过得不快乐，别人随便的一句话，你都要胡思乱想一整天。 15、不要轻易去依赖一个人，它会成为你的习惯，当分别来临，你失去的不是某个人，而是你精神的支柱;无论何时何地，都要学会独立行走 ，它会让你走得更坦然些。

答案 如图所示
1
2
3
4
5
6
一、杠杆的概念及五要素
1.下列关于杠杆的说法中正确的是( )
A.杠杆必须是一根直棒
B.杠杆不一定要有支点
C.杠杆可以是直的,也可以是弯的
D.杠杆的力臂是从支点到力的作用点的距离
轻松尝试应用
关闭
杠杆不一定是直的,只要能绕着固定点转动的硬棒都是杠杆,杠杆可直 可弯,没有形状限制,A错,C正确;杠杆一定要有支点,B错;力臂是从支点 到力的作用线的距离,是点到线的距离,而不是点到点的距离,故D错。 关闭 C
是方便测量
。
轻松尝试应用
1
2
3
4
5
6
(2)实验中测得的数据如下表所示,表格中漏填的数据为 N。
测量 动力
动力臂
阻力
阻力臂
序号 F1/N
l1/cm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
F2/N
l2/cm
①1
20
2
10
关闭
②本题考2查了杠杆的平衡15条件。(1)由题图1可.5知,左边下降,2所0 以应将右端
③的平衡3螺母向右移动。5当杠杆水平时,杠杆与重力的方向15垂直,力臂在
快乐预习感知
二、杠杆的平衡条件 1.叙述:动力×动力臂=阻力×阻力臂。 2.表达式:F1l1=F2l2。 三、杠杆的分类 1.省力杠杆:当l1>l2时,F1<F2,可以省力,但是费距离。 2.费力杠杆:当l1<l2时,F1>F2,虽然费力,但是省距离。 3.等臂杠杆:当l1=l2时,F1=F2,既不省力,也不省距离。
第十二章 简单机械
第1节 杠杆
快乐预习感知
一、杠杆 1.杠杆:在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒。 2.杠杆的五要素:(如图所示)

最合适（ B ）
2、如图所示是脚踩式垃圾箱的示意图，
下列说法中正确的是 (
C)
A．两杠杆均为省力杠杆
B．两杠杆均为费力杠杆
C．ABC为省力杠杆
D．A'B’C’为省力杠杆
一、杠杆及有关杠杆的几个概念
杠杆定义
支点：杠杆绕着转动的点(O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：从支点到动力作用线的距离(L1) 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离(L2)
动力 X 动力臂＝阻力 X 阻力臂
用字母表示为: F1L1=F2L2
或
三、杠杆的应用
省力杠杆
F1
O
动力臂L1
阻力臂L2
F2
由 F1L1=F2L2 ∵L1 〉L2 ∴F1〈 F2
这是省力杠杆
省力杠杆的特点
A’
O
Ah
F1 B’ SB=4Fh1
F2 F2
省力，费距离
举例生活中省力标杆（4种以上）？
省力杠杆
杠杆及其平衡条件
穴坊中学 蔡尚林
拔钉子比赛
用这里几种不同的工具(羊角锤,螺丝刀、木块, 钳子)分别把木块中的三个钉子拔出来。
提问： 哪一种工具更省力呢 ？
提问： 它是根据什么原理制造的呢？
这三个用具有什 么共同特点
一、杠杆
有关杠杆的几个名词
支点 杠杆绕着转动的固定点，用O表示。 动力 使杠杆转动的力，用F1表示。 阻力 阻碍杠杆转动的力，用F2表示。 动力臂 从支点到动力作用线的距离，用L1表示。 阻力臂从支点到阻力作用线的距离，用L2表示。
提问： 1、你们准备如何制定计划与设计实验 ？ 2、需要获得哪些实验数据？ 3、要获得我们所需的实验数据，如何去设计实验 方案？

利用杠杆和滑轮组，验证物体在液体 中所受浮力等于排开液体的重力。
杠杆在力学计算中的技巧
力的合成与分解
利用平行四边形法则或 三角形法则进行力的合 成与分解，简化计算过
程。
相似三角形法
通过构造相似三角形， 利用相似比例关系求析 图或示意图，直观展示 物理过程，便于分析和
杠杆在生活中的应用技巧
选择合适的支点位置
在使用杠杆时，选择合适的支点位置可以使得力臂更长，从而减小所需的作用力。例如， 在使用撬棍时，将支点靠近重物可以更容易地撬起重物。
调整力臂长度
通过调整力臂的长度可以改变杠杆的机械效益。例如，在使用剪刀时，可以通过移动手柄 来改变力臂的长度，从而适应不同剪切需求。
如何创新应用杠杆原理解决实际问题
深入分析问题本质
在应用杠杆原理解决问题时， 首先需要深入分析问题本质， 明确问题的关键点和影响因素 ，以便找到合适的杠杆点。
创新思维和跨界融 合
通过创新思维和跨界融合，可 以将杠杆原理与其他领域的知 识和方法相结合，创造出新的 解决方案和商业模式。
量化分析和风险管 理
保持杠杆平衡
在使用杠杆时，需要保持杠杆的平衡状态，否则会导致力的浪费或者对物体造成损坏。例 如，在使用天平称重时，需要调整两边的砝码使得天平保持平衡状态。
如何利用杠杆原理解决生活问题
省力
利用杠杆原理可以实现省力的目 的。例如，使用撬棍可以轻松地 撬起重物；使用瓶起子可以轻松 地打开瓶盖。
改变力的方向
杠杆ppt课件
目录
• 杠杆基本概念与原理 • 杠杆在力学中的应用 • 杠杆在经济学中的应用 • 杠杆在工程学中的应用 • 杠杆在生活中的应用 • 杠杆原理的拓展与应用前景
01

THANKS 感谢观看
在机械制造中，杠杆原理的应用可以实现力的放大和缩小，从而实现对加工过程的 精确控制。
杠杆原理在机械制造中还可以实现力的平衡和调节，提高机器的稳定性和可靠性。
建筑行业中的杠杆应用
在建筑行业中，杠杆原理的应用 主要体现在建筑设备和工具上，
如吊车、升降机等。
这些设备和工具利用杠杆原理实 现重物的升降、移动和搬运，提
。
改变力的方向
通过使用杠杆，可以改变力的方向 ，使得工作更加方便。
改变运动状态
通过使用杠杆，可以改变物体的运 动状态，例如加速或减速。
02 杠杆的工作原理
杠杆平衡条件
杠杆平衡条件是指杠杆在动力 和阻力作用下保持静止或匀速 转动的状态。
杠杆平衡时，动力矩等于阻力 矩，即动力乘以动力臂等于阻 力乘以阻力臂。
高了建筑工地的作业效率。
建筑行业中杠杆原理的应用还体 现在建筑结构的稳定性设计上， 如桥梁、高层建筑的支撑结构等
。
交通运输中的杠杆应用
01
02
03
04
在交通运输领域，杠杆原理的 应用主要体现在车辆的悬挂系
统和转向系统上。
车辆的悬挂系统利用杠杆原理 来吸收和缓冲路面不平引起的
振动，提高乘坐舒适性。
转向系统则利用杠杆原理实现 车轮的转向，使车辆能够按照
驾驶员的意图进行行驶。
交通运输中的杠杆应用还体现 在车辆的制动系统上，通过杠 杆原理实现车辆的减速和停车
。
05 杠杆的拓展知识
滑轮与滑轮组
滑轮
滑轮是一个可以绕着轴心转动的机械 零件，通常由金属或塑料制成。滑轮 可以分为定滑轮和动滑轮两种类型。
滑轮组
滑轮与滑轮组的应用
在建筑、起重、运输、纺织等行业中 ，滑轮与滑轮组被广泛应用于各种机 械设备中，以提高工作效率和安全性 。