※使用機械的目的是省力、或加快速度(省時)、或操作方便(改變力的方向)。
※常用的機械大都是由槓桿、輪軸、滑輪以及斜面等幾種基本元件組合而成的。上述的幾種元件，可稱之為「簡單機械」。
一、什麼是槓桿？
1.凡是可繞著一固定軸或固定點而旋轉的硬棒，均可利用來當槓桿使用，如將棍子橫放在椅背上，把書包掛在棍子一端，手壓棍子另一端，把書包抬起來，這就是利用「槓桿」的用力方式。
2.任何一種槓桿都可以找到三個「力點」兩個「力臂」。
(1)支點：
在使用時，一定可以找到一個固定不動的點(棍子接觸椅背的位置)即為「支點」。
(2)施力點：
用力的點，稱為「施力點」。
(3)抗力點：
用力後一定可以看出某一點有反應(書包的位置)，這一點稱為「抗力點」。
(4)施力臂：
施力的作用線到支點的垂直距離，叫做「施力臂」。
(5)抗力臂：
抗力的作用線到支點的垂直距離，叫做「抗力臂」。
施力臂大於抗力臂月省力，相反的，抗力臂大於施力臂就越費力。
以下是利用槓桿原理所製作的生活用品： 開瓶氣 麵包夾 尖嘴鉗 榨汁氣 枝剪......等。
二、槓桿的運用可分為三類：
1、支點在施力點和抗力點之間(此類槓桿依支點位置不同又分為3小類)
(1)施力臂=抗力臂 則 施力=抗力，此槓桿不省力也不費力。如：翹翹板、天平。
抗________________施
支
(2)施力臂＞抗力臂 則 施力＜抗力，此槓桿省力。如：拔釘器、枝剪、老虎鉗、花剪、鋤頭…等。
抗________________施
支
(3)施力臂＜抗力臂 則 施力＞抗力，此槓桿費力。如：洋裁剪刀、長嘴髮夾、木炭鉗子…等。
抗________________施
支
2、抗力點在支點和施力點之間 這類工具的施力臂通常比抗力臂長，所以是省力的工具。如：開瓶器、裁紙刀、榨汁器、胡桃鉗、大夾蟹鉗…等。
_____抗___________施
支
3、施力點在支點和抗力點之間 這類工具的抗力臂一定比施力臂長，使用上較費力，但是可以使工作更方便。如：用掃把掃地時，手臂只需移動較短的距離，掃把就可以掃過較大的範圍；鑷子、釘書機、麵包夾、筷子……等。
__________施______抗
支
三、在槓桿中，物品的重量，用力大小，抗力臂和施力臂之間，存在下列的物理公式：
用力大小╳施力臂=物品重量╳抗力臂
四、槓桿是一種最簡單的機械，利用施力臂和抗力臂長短消長的改變達到特定的機械效益，使工作省力或方便。
一、什麼是輪軸？
1.輪軸是靠迴轉運動工作的簡單機械，由兩個半徑不等長的圓輪，固定在一個轉軸上用力轉動，會使力量傳到另一個圓輪，這就是利用「輪軸」的用力方式。
2.輪軸類工具構造：
(1)輪-外面大圓
(2)軸-裡面的小圓
(3)圓心-固定輪軸的中心點
二、怎樣使用輪軸會省力？
1.輪軸事實上是槓桿的變體，若把軸心當做支點，則輪半徑R是輪上作用力的力臂，而軸半徑r是軸上作用力的力臂，此時的輪軸恰為支點在中間的槓桿。
2.輪軸的應用：
(1)若施力在輪上時，由於施力臂較大，因此施力會小於抗力，此時的輪軸必省力，而代價則是施力移動距離加長(費時)。
(2)若施力在軸上時，由於施力臂較小，因此施力會大於抗力，此時的輪軸必費力，但施力的移動距離較短(省時)。
(3)門的喇叭鎖是輪與軸的例子。圓形把手的半徑較穿過門的心軸為大。使我們能以較小作用力來旋轉心軸。若是取掉圓形把手只靠心軸本身來旋轉，將發現沒有輪軸機械的幫助，旋轉軸心非常困難。其他如：方向盤、螺絲起子等也是輪軸的應用。
三、生活中有許多運用輪軸原理的工具
1.施力於輪，省力的工具。例如：
(1)削鉛筆機－轉動的握把直徑比裡面轉動的輪軸大。
(2)扳手－轉動的握把直徑比扣住螺絲帽的輪軸大。
(3)水龍頭－旋鈕的部分直徑比較大，如果拆掉了旋鈕，就很難轉動水龍頭。
(4)汽車方向盤－方向盤的直徑比轉軸還要大，所以可以省力一些。如果方向盤越大，操作起來就越省力。但是，方向盤也不能大到太誇張，甚至是兩手無法輕鬆握住方向盤的握把。
(5)瓦斯爐開關－轉動的開關直徑比內部的輪軸大，使用上較為省力 。
(6)洗衣機轉鈕－轉鈕的直徑比裡面的輪軸大，所以較容易操作使用。
(7)腳踏車輪軸－踏板的旋轉半徑比齒輪大，所以踩踏前進時較為省力。
2.施力於軸，費力的工具。例如：
(1)擀麵棍—桿麵棍是一種施力於軸的應用，握把的半徑是軸的半徑，擀麵處是輪，手推動桿子時，用的力較大，但傳輸到擀麵處時輸出較小的力，但是可擀平較大面積的麵團。
四、輪軸是由槓桿原理演變而來的，所以
力的平衡 → 施力 × 施力臂(輪半徑)＝抗力 × 抗力臂(軸半徑)
輪軸： 輪軸是靠迴轉運動的簡單機械。輪軸的中心是迴轉槓桿的支點，輪軸可視為槓桿的一種變形，支點是軸心，抗力臂及施力臂分別是輪或軸的半徑。 輪軸和槓桿一樣，具有改變力的方向，省力或省時的功能能。
定滑輪：可應用於旗桿，不省力也不費力。 動滑輪：可省力，用的力氣約物體的一半。
滑輪組：由多個洞滑輪組成，越多滑輪就越省力。 腳踏車： 可省時但是費力。
輪軸的應用： 削鉛筆機 水龍頭轉扭 板手 瓦斯爐開關 方向盤 喇叭鎖 擀面棍，所有輪軸不一定都能省力。
動力傳送部分：
用皮帶傳送動力的：裁縫機
用屢帶傳送動力的：挖土機
用齒輪傳送動力的：立可帶
用鏈條傳送動力的：腳踏車 兩個齒輪扣在一起，轉動方向相反，沒有扣在一起的，可用鏈條傳送動力，而藉由鏈條傳送動力的，無論前輪 後輪 鏈條轉動方向都相同。
<活動三 滑輪>
1、滑輪也是槓桿原理的應用，由繩子和邊緣有溝的輪子組合而成。
2、工作時，滑輪位置固定不動的叫「定滑輪」；滑輪會隨著繩子上下移動位置 的叫「動滑輪」。
3、使用定滑輪拉動物品時，不能省力；繩子往下拉的距離，等於物品往上升的距離；繩子拉動的方向和物品移動的方向相反 (定滑輪不費力也不省力，只能改變施力的方向)。
4、使用動滑輪拉動物品時能省力，繩子往上拉的距離等於物品往上升的距離的兩倍；繩子拉動的方向和物品移動的方向相同。
| 比較項目 滑輪別 | 定滑輪 | 動滑輪 | 備註 |
| 用力的情形 | 不省力、不費力 | 省力 (用力大小=½物體重量) | |
| 繩子移動距離和物體移動距離關係 | 兩者移動距離相同 | 兩者移動距離不同 (物體移動距離=½繩子拉動繩子距離) | |
| 用力的方向 | 與物體移動方向相反 | 與物體移動方向相同 | |
| 優點 | 可改變用力方向 | 可以省力 |
5、將動滑輪和定滑輪組合起來使用，可以同時獲得兩者的優點，也就是既能省力，也可改變用力的方向。
<活動四 動力的傳送>
一、除了槓桿、輪軸、滑輪外，人們還會用甚麼方法或裝置來傳送動力？
1.用皮帶傳送動力：輸送帶、電扶梯、馬達、跑步機、刨冰機、印刷機、 裁縫車。
2.用齒輪傳送動力：鐘錶、修正帶、電扶梯、腳踏車、電鉅。
3.用鏈條傳送動力：電扶梯、腳踏車、鐵捲門。
4.用履帶傳送動力：挖土機、坦克。
5.空氣帶動扇葉：風車。
6.水帶動扇葉：水車。
二、齒輪如何傳送動力？
1.齒輪利用輪齒互相扣住傳送動力時，轉動其中一個齒輪，另一個齒輪會以相反方向轉動。
(如下圖，兩齒輪互相咬合，運動時，兩齒輪轉動方向相反。)
2.由於一個機械中所要完成的工作，往往不是一個或兩個齒輪就能完成 的；而是利用多個大小、齒數不同的齒輪，配合上皮帶、鏈條、輪軸或齒條、渦輪等組合而成，因而稱之為齒輪組。
3.日常生活中最常見的腳踏車，就是靠一齒輪組來工作的。腳踏車上的兩個齒輪，藉由鍊條連接來傳送動力，轉動腳踏板時，大齒輪，鍊條和小齒輪都會被帶動大小齒輪轉動的方向相同，其動力的傳送是由腳踏板→ 大齒輪 →鍊條 →小齒輪 →後輪。
4.若兩個齒輪靠鍊條連接傳送動力時，轉動其中一個齒輪，另一個齒輪會以相同方向轉動。
圖五-- (兩齒輪間以皮帶或是鐵鍊嵌合，兩齒輪運動時，轉動方向相同。)
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圖六-- (兩齒輪間以皮帶交叉嵌合，兩齒輪運動時，轉動方向相反。)
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5.當我們設計齒輪組時，依目的的不同，可使某個齒輪轉得比另一個快或慢，或以不同的方向轉動，就會使兩個齒輪之間的速度差產生傳送力的變化。
6.舉下圖七的例子來說，甲齒輪周長有12齒，而乙齒輪的周長有6齒，因此他們除了轉動的方向剛好相反之外，當甲齒輪轉動一圈時，乙齒輪就會轉動兩圈，也就是說，乙齒輪的轉速會比甲快兩倍！圖七
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※例題：大齒輪有60齒，小齒輪有12齒，大齒輪轉一圈則小齒輪轉（ ）圈？
算式-- 大齒輪齒數 × 大齒輪圈數＝小齒輪齒數 × 小齒輪圈數
→ 60×1＝12×□ → □＝60÷12 → □＝5
答：5圈
7.想一想，如何讓嚙咬住的齒輪停止轉動呢？
(如下圖八—用根木棍或齒輪卡在兩輪中間即可。)
三、流體(液體和氣體)也可以用來傳送動力，例如千斤頂、自動排檔汽車的自排油。
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