【知识拓展】杠杆动态平衡

杠杆动态平衡是指构成杠杆的某些要素发生变化，而杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态，分析杠杆的动态平衡时，一般是动中取静，根据杠杆平衡条件，分析比较，得出结论．

杠杆的平衡分析法及其应用当杠杆静止或做快慢均匀的转动时；就说杠杆处于平衡状态，利用杠杆的平衡条件（杠杆原理）：动力×动力臂=阻力×阻力臂或写作：F1×l1 =F2×l2分析法──通过对事物原因或结果的周密分析，从而证明论点的正确性、合理性的论证方法．也称为因果分析；从求证的不等式出发，"由果索因"，逆向逐步找这个不等式成立需要具备的充分条件，事物都有自己的原因和结果．从结果来找原因，或从原因推导结果，就是找出事物产生、发展的来龙去脉和规律，这就起到了证明论点的合理性和正确性的作用．

例题2：

某科学兴趣小组在科学拓展课中想探究"在只有体重秤的情况下，如何测出汽车引擎盖的质量"这一问题。小组同学设计并实施了如下实验方案：让小明同学先站在一只体重计上，此时体重计显示的读数为 58Kg，接着让小明站在体重计上用双手竖直将引擎盖微微抬起，此时体重计显示的读数为 78Kg，最后画出了引擎盖的模型如图2．引擎盖可绕O 点自由转动，A 为引擎盖重心位置，并且测得OB=130cm，AB=50cm。

据此回答：

（1）引擎盖的质量为多少千克？（写出计算过程）

（2）如果一直让小明用双手竖直向上匀速抬起引擎盖，体重计显示的读数将　不变　（选填"增大"或"不变"或"减小"）。

（3）小明发现抬引擎盖的手臂也能画成杠杆的模型图。请帮他画出手臂杠杆及其五要素。

【解答】解：

（1）由题意知，体重计的示数变化为：△m=78kg﹣58kg=20kg；

则老王所受引擎盖的压力：F压=△mg=20kg×10N/kg=200N；

根据力的作用的相互性可知，老王对引擎盖的动力F=F压=200N；

根据杠杆的平衡条件可得G×OA=F×OB，

则G=F×OB/OA=200N×130cm/（130cm-50cm）=325N；

则引擎盖的质量为：m=G/g=325N/10N/kg=32.5kg；

（2）如果一直让老王用双手竖直向上匀速抬起引擎盖，引擎盖的重力不变，动力臂和阻力臂的比值也不变，所以力F不变，则体重计显示的读数将不变；

（3）将抬引擎盖的手臂看成杠杆，肘部为支点，引擎盖对手的压力是阻力，肱二头肌向上收缩产生的力是动力，并由此画出两个力的力臂如图所示：

答：（1）引擎盖的质量为32.5kg；（2）不变；（3）见上图。

知识点3 生活中的杠杆

杠杆的应用

杠杆分类的知识点

（1）人类发明各种杠杆应用于生活，其目的有三：省力、省距离和改变用力的方向．

因此我们把杠杆分为三类：省力杠杆（动力臂大于阻力臂，省力费距离）、费力杠杆（动力臂小于阻力臂，费力省距离）和等臂杠杆（动力臂等于阻力臂，不省力不费力，不省距离不费距离）．

（2）天平是等臂杠杆．关于天平的使用，我们已学过，天平是支点在中间的等臂杠杆，它是根据物体的重力跟质量成正比和杠杆平衡条件来工作的，天平平衡时，砝码加游码的总质量等于被称物体的质量．

（3）秤是用来称量物体的质量的工具，它是根据杠杆平衡条件制成的，使用时，可以是等臂杠杆，也可以是不等臂杠杆．（4）生活中常见的省力杠杆：羊角锤头撬钉子、手推独轮车、剪树枝的剪刀、瓶盖起子、核桃夹等．生活中常见的费力杠杆：人的前臂、钓鱼竿、裁缝用的剪刀、筷子、镊子等．

【知识拓展】

使轻质杠杆保持平衡的最小的力知识点

杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂．

根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，即当动力臂最长时，所用的动力是最小的．而部分同学判断最小动力的方向时，总认为竖直方向的力最小．