2019中考物理 知識點全突破系列 專題54 杠桿的平衡分析法及其應(yīng)用.doc

杠桿的平衡分析法及其應(yīng)用一、單選題1.如圖，小明用一輕質(zhì)杠桿自制簡易密度秤的過程中，在A端的空桶內(nèi)分別注入密度已知的不同液體，改變物體M懸掛點B的位置，當杠桿在水平位置平衡時，在M懸掛點處標出相應(yīng)液體的密度值.下列關(guān)于密度秤制作的說法中，錯誤的是（ ）A.每次倒入空桶的液體體積相同B.秤的刻度值向右越來越大C.增大M的質(zhì)量，秤的量程會增大D.懸點O適當右移，秤的量程會增大2.如圖是我們課本中的小制作蠟燭蹺蹺板：將一根蠟燭中間垂直插入大號縫衣針，縫衣針的兩端分別放在兩個玻璃杯上，點燃蠟燭兩端，蠟燭蹺蹺板就做成了點燃后的蠟燭燃燒速度可能不同關(guān)于此蹺蹺板，下列說法正確的是（ ）A.做蹺蹺板的蠟燭兩端必須要一樣粗細B.既使蠟燭的兩端粗細不同，也能用來做蹺蹺板，但兩端的重必須相等C.點燃后的蠟燭必須要兩端燃燒速度相同，才能使帶火苗的蹺蹺板往復翹動D.點燃后的蠟燭即使兩端燃燒速度不同，也能使帶火苗的蹺蹺板往復翹動3.人體中的許多部位都具有杠桿的功能。如圖是人用手托住物體時手臂的示意圖，當人手托5kg的物體保持平衡時，肱二頭肌收縮對橈骨所施加力的大小一定（ ）A.大于5kgB.大于49NC.小于49ND.等于49N4.下列杠桿平衡的是（桿重和摩擦均不計） （ ） A.B.C.D.5.如圖，一質(zhì)量分布均勻的12kg鐵球與輕桿AB焊接于A點后懸掛于豎直墻壁的B點，輕桿的延長線過球心O，輕桿的長度是鐵球半徑的三分之二，要使鐵球剛好離開墻壁，施加在鐵球上的力至少為（ ）A.27NB.45NC.72ND.90N6.如圖所示，啟瓶器開啟瓶蓋時，可看作是（） A.以A為支點的費力杠桿B.以A為支點的省力杠桿C.以B為支點的費力杠桿D.以B為支點的省力杠桿7.如圖,輕質(zhì)杠桿AB可以繞O點轉(zhuǎn)動,在A點用細線懸掛一重物,在B點施加一豎直向下的動力,使杠桿在水平位置保持平衡。若將動力的方向改為沿虛線方向,仍使杠桿在水平位置保持平衡,則（ ）A.動力臂減小,動力增大B.動力臂增大,動力減小C.動力臂減小,動力減小D.動力臂增大,動力增大8.利用如圖所示的裝置估測物體重G，當杠桿平衡時，已知力F大小為5N，則物體重（ ）A.大于5NB.小于5NC.等于5ND.無法確定9.現(xiàn)有一臺舊天平，雖然其兩臂長不等長，但是可以設(shè)法將其調(diào)節(jié)到平衡狀態(tài)，砝碼盒中有各種規(guī)格的砝碼，其中最小質(zhì)量的砝碼為0.1g用此天平稱質(zhì)量為4g的藥品，先放在左盤中稱，再放入右盤中稱，記下兩次結(jié)果，其記錄數(shù)據(jù)可能是下列的哪一組？（ ） A.3.5g、4.6gB.3.4g、3.6gC.3.3g、3.7gD.3.2g、4.7g10.如圖所示，在建筑工地上經(jīng)?？匆娝?，塔吊的橫梁可以看成一根杠桿，塔吊在 處安裝了較重的配重物，其主要目的是為了（ ）A.可以省力B.增大塔吊的阻力，確保塔吊不會翻倒C.減小塔吊所吊物體的重力D.增大塔吊的阻力臂11.如圖所示，用一根自重可忽略不計的撬棒撬石塊，若撬棒C點受到石塊的壓力是1800N，且AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，則要撬動該石塊所用的最小的力應(yīng)不小于（ ）A.600NB.400NC.150ND.200N二、填空題12.如圖，輕桿 OA 可繞 O 點自由轉(zhuǎn)動，用細線將 15N 的重物掛在 A 處，小林在 B 處用豎直向上的拉力提住輕桿，OB 和 BA 長度之比為 3：5，下列問題中，輕桿始終在水平位置處于平衡，（1）拉力大小為_N； （2）若拉力方向變?yōu)閳D中虛線所示方向，則拉力將變_ 13.如圖所示，輕質(zhì)杠桿OB可繞O點轉(zhuǎn)動， ，物塊G重30N， ，在B點作用一個豎直向上的拉力F使杠桿在水平位置平衡，F(xiàn)的大小為_N；保持杠桿在水平位置平衡，僅將拉力F沿順時針方向轉(zhuǎn)動，則在轉(zhuǎn)至虛線 所示位置的過程中，拉力大小將_，在轉(zhuǎn)至虛線 所示位置時，拉力與物重的大小關(guān)系為F_G。14.一個重300N的物體Q,底而積為400cm2,將其放在水平地面上,它對地而的壓強是_Pa。如圖所示,現(xiàn)將物體Q掛在杠桿的B端,在A端懸掛一個重100N的物體P,使杠桿在水平位置平衡，忽略杠桿自重的影響,若0A:0B=2:5,那么地面對物體Q的支持力為_N。15.如圖所示的裝置中，兩支筆構(gòu)成了一個_，可以輕松地舉起很重的書，小指離支點越遠，所用的力越_.16.為了鞏固我市的創(chuàng)文成果，向市民分發(fā)了“綠色低碳生活從垃圾分類開始”的宣傳手冊。如圖是一種輪式垃圾桶拖動時它相當于一個_（選填省力或費力”）杠桿。垃圾桶底部的小輪子是為了_（選填“增大”或“減小”）摩擦力。若拖動時垃圾桶總重為120N，且動力臂為阻力臂的3倍，要保持垃圾桶平衡的拉力F為_N。17.探究杠桿平衡條件實驗.實驗前，發(fā)現(xiàn)杠桿右端高，要使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將左端螺母向_調(diào)節(jié). 如圖所示，實驗時，在杠桿左邊A處掛兩個相同鉤碼（每個鉤碼50g），要使杠桿再次在水平位置平衡，左端B處彈簧測力計讀數(shù)為_N.彈簧測力計沿豎直方向用3N的拉力拉著鉤碼在2s內(nèi)豎直向上移動6cm，則拉力的功率是_W.18.如圖所示，AOB為一輕質(zhì)杠桿，O為支點，AO=OB在杠桿右端A處用細繩懸掛重為16N的物體，當AO段處于水平位置時，為保持杠桿平衡，需在B端施加最小的力為F1 =_N；若作用在B端一個力F使杠桿AOB勻速轉(zhuǎn)動，當BO段在水平位置時保持杠桿平衡，這時在B端施加最小的力為F2將_（小于/等于/大于）F1.19.“低頭族”正成為現(xiàn)代社會的一個流行詞（如圖甲），有報道說，低頭時，能讓頸椎多承受約為270N的拉力。為此，小明與課外小組的同學制作一個頭顱模型進行模擬實驗。如圖乙，把人的頸椎簡化成支點O，頭顱模型的重力為G，頭顱模型在重力作用下可繞支點O轉(zhuǎn)動，A點為頭顱模型的重心，B為肌肉拉力的作用點。將細線的一端固定在B點，用測力計拉著細線模擬測量肌肉的拉力，頭顱模型在轉(zhuǎn)動過程中，細線拉力的方向始終垂直于OB，如圖丙，讓頭顱模型從豎直狀態(tài)開始轉(zhuǎn)動，通過實驗完成相關(guān)記錄，根據(jù)上面的信息。你提出一個課外小組能探究的問題（或猜想）_，并根據(jù)客觀事實，提出一條關(guān)于“預(yù)防和延緩頸部肌肉損傷”的合理建議：_。20.在探究杠桿平衡條件的實驗中，如果杠桿右側(cè)高左側(cè)低，則可將左側(cè)的平衡螺母向_調(diào)節(jié)，使其在水平位置平衡如圖所示，在支點左側(cè)20cm刻度處掛3個重均為0.5N的鉤碼，在支點右側(cè)15cm刻度處用彈簧測力計拉杠桿，使其水平平衡要使彈簧測力計示數(shù)最小，彈簧測力計的拉力應(yīng)沿_方向，此時讀數(shù)為_N21.如圖所示， 是起重機的吊臂，可繞 點轉(zhuǎn)動在距 點 遠的 處吊有重 . 的物體為保證吊臂在水平位置平衡，則繞過定滑輪斜向下的拉力 為_ 將吊臂緩慢拉起，使用 . 點升高 的過程中，拉力變_（繩重、吊臂重、摩擦均不計）三、實驗探究題22.如圖所示，在探究“杠桿的平衡條件”實驗中用到的實驗器材有：杠桿、鐵架臺、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉此時，應(yīng)把杠桿左端的平衡螺母向_(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時，保持在_位置并靜止 （2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼（如圖甲所示），為了使杠桿仍在水平位置平衡，可以在B點處掛_個鉤碼或用彈簧測力計拉杠桿若采用彈簧測力計，拉力的方向由豎直向下逐漸向右傾斜時，為使杠桿仍然保持平衡，彈簧測力計的示數(shù)將_(選填“變大”、“變小”或“不變”)，其原因是_. （3）實驗結(jié)束后，小明提出了新的探究問題：“若支點不在杠桿的中點時，杠桿的平衡條件是否仍然成立？”于是小明同學利用如圖乙所示裝置進行探究，發(fā)現(xiàn)在杠桿左端的不同位置，用彈簧測力計豎直向上拉使杠桿處于水平平衡時，測出的拉力大小都與杠桿平衡條件不相符，其原因可能是_對實驗產(chǎn)生了影響. （4）關(guān)于“杠桿不處于水平位置能否平衡？”小海和小紅意見不同.小海認為能平衡，于是他每次讓杠桿傾斜到同一位置靜止，這樣實驗也得出了同樣的杠桿平衡條件.小海認為杠桿平衡不一定是水平的，這種說法對嗎？_（填“對”或“錯”），小海這種方案與小紅讓杠桿在水平位置做實驗的方案相比較，你認為小海和小紅哪位同學的實驗方案好？請說明理由：答：_的實驗方案好；理由是_.23.某制作小組所設(shè)計的電飯鍋，其結(jié)構(gòu)如圖所示，控制系統(tǒng)中的感溫磁體與受熱面固定在一起，當溫度低于103時，感溫磁體具有磁性。煮飯時用手向下按動開關(guān)，通過輕質(zhì)傳動桿AOB使永久磁體和感溫磁體吸合，觸點閉合，電路接通，發(fā)熱板開始發(fā)熱。當溫度達到103時，感溫磁體失去磁性，永久磁體受重力及彈簧的彈力作用而落下，通過傳動桿使觸點分開，發(fā)熱板停止發(fā)熱。（1）畫出使觸點分開時B點受到的力和力臂。 （2）若用4N的力按下開關(guān)，B端受到的阻力為1N，則動力臂和阻力臂之比為_，如果手按下的距離為0.5cm，則永久磁體和感溫磁體之間的距離至少是_cm。 （3）用電飯鍋燒水（在標準氣壓下），水沸騰時_（能/不能）自動斷電。 24.小雯設(shè)計了一個測量物體重力的“托盤秤”，如圖甲是原理示意圖，其中的托盤用來放置被測物體，OBA是可繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿，R1是壓力傳感器（其電阻值會隨所受壓力大小變化而變化，變化關(guān)系如下表），R0為定值電阻，V表為顯示重力大小的儀表（實質(zhì)是一個量程為03V的電壓表）已知OB：OA=l：2，R0=100，電源電壓恒為3V（忽略托盤、杠桿及壓桿的重力）。（1）托盤上沒放物體時，壓力傳感器R1的電阻值是_。 （2）當托盤上的壓力增大時，壓力表的示數(shù)_（填“減小”、“增大”或“不變”）。 （3）當托盤上放被測物體時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，則此時壓力傳感器R1上的電壓是_,被測物體的重力是_. 25.為安全起見，媽媽為小明買了一塊浮板輔助練習游泳。媽媽認為浮板能漂在水面上是因為它輕，小明認為媽媽的說法不對，科學的說法是因為浮板的密度比水的密度小。為驗證自己的說法，小明設(shè)計了如下實驗：（1）找一根輕質(zhì)均勻木棍、細繩（質(zhì)量忽略不計）和一塊標有“凈重115g”字樣的新肥皂，用如圖所示的方法進行測量。測量時，使木棍在_位置平衡，記下A、B的位置，用刻度尺測出OA=10cm，OB=40cm，則浮板的質(zhì)量為_kg。 （2）把浮板壓入裝滿水的桶中剛好浸沒，用塑料袋（質(zhì)量忽略不計）收集溢出的水，用（1）所述方法測得溢出水的質(zhì)量為4.6kg，則浮板的體積為_m3 ， 密度為_kg/m3；用刻度尺測肥皂的長、寬、厚，算出肥皂的密度為1.33l03kg/m3 浮板在水中漂浮而肥皂在水中下沉，說明小明的說法是正確的。小明用此浮板游泳時浮板受到的最大浮力為_N。 （3）根據(jù)這個實驗結(jié)果，媽媽說原來用密度比水小的材料制成的物體才能漂浮在水上，這種說法_（選填“正確”或“不正確”）請舉例說明_。 26.在“探究杠桿平衡條件”的實驗中，把杠桿的中點支在支架上，杠桿靜止在圖甲所示的位置。（1）杠桿的位置如圖甲所示，此時應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母使其向_（選填“左”或“右”）移動，使杠桿在水平位置平衡，實驗時施加的動力和阻力的方向都是豎直方向，這樣做的好處是_。 （2）某同學做了圖乙一次實驗后就得出了“動力動力臂=阻力阻力臂”的結(jié)論，小明同學認為他的做法不合理，理由是_。 （3）如果乙圖左右兩側(cè)各加掛一個鉤碼，杠桿的_端會下降。 （4）利用如圖丙所示裝置進行實驗，每個鉤碼重0.5N，杠桿平衡時彈簧測力計的讀數(shù)應(yīng)為_N如果保持彈簧測力計拉力作用點的位置不變，把彈簧測力計沿虛線方向拉，為了保證杠桿在水平位置平衡，其示數(shù)將_（選填：“變大”“不變”或“變小”）。 27.探究“杠桿的平衡條件”實驗中：（1）實驗前出現(xiàn)圖甲所示情況，應(yīng)將杠桿兩端的螺母向_調(diào)（填“左”或“右”），使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是_。 （2）實驗過程中出現(xiàn)了圖乙所示的情況，為了使杠桿在水平位置平衡，這時應(yīng)將左邊的鉤碼向_（填“左”或“右”）移動_格。 （3）實驗中，要改變力和力臂的數(shù)值，得到多組實驗數(shù)據(jù)，這樣做的目的是_ 28.在“研究杠桿平衡條件”實驗中（1）實驗前出現(xiàn)圖甲所示情況，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿左端的螺母A向_調(diào)（填“左”或“右”） （2）實驗過程中出現(xiàn)圖乙所示情況，為了使杠桿在水平位置平衡，這時應(yīng)將右邊的鉤碼向_（填“左”或“右”）移動_格。 （3）圖乙中杠桿水平平衡后，在杠桿左右兩邊鉤碼下同時加一個相同的鉤碼，這時杠桿將_。（填“保持水平平衡”、“順時針轉(zhuǎn)動”或“逆時針轉(zhuǎn)動”） （4）如圖丙所示的案秤是個不等臂杠桿，請你根據(jù)杠桿的平衡條件，說明用幾個質(zhì)量小的砝碼就能平衡盤中質(zhì)量大得多的貨物的道理_。 29.據(jù)杭州日報報道：“2001年6月22日，在杭州動物園內(nèi)，一位物理教師利用杠桿原理，僅用小小的彈簧測力計就測出了一頭大象的質(zhì)量?！毙÷斂吹竭@個報道后想測量書包的質(zhì)量。他找來細線、質(zhì)量可忽略不計的長硬棒、刻度尺、一瓶600ml的礦泉水，瓶子的質(zhì)量忽略不計。請你利用上述器材幫助小聰設(shè)計實驗方案測出書包的質(zhì)量。要求（1）寫出主要實驗步驟； （2）寫出書包質(zhì)量的數(shù)學表達式（用已知量和測量量表示，要求質(zhì)量的單位為kg） 30.小明和小紅一起做探究杠桿平衡條件的實驗： （1）實驗前，將杠桿的中點置于支架上，發(fā)現(xiàn)杠桿在如圖甲所示的位置保持靜止，此時杠桿_（選填“是”或“不是”）處于平衡狀態(tài)。小明將左端的平衡螺母向右調(diào)，小紅認為也可以將右端的平衡螺母向_調(diào)（選填“右”或“左”），使杠桿在水平位置平衡。 （2）杠桿調(diào)好后小明同學按如圖乙進行實驗，小紅同學按圖丙進行實驗。同學們討論后一致認為小紅同學的實驗更合理，理由是_。 （3）按圖丙實驗時，測力計示數(shù)如圖丁所示，拉力F1為_N。 （4）在探究過程中，我們需要測量和記錄動力、動力臂、阻力、阻力臂四個物理量，在進行多次實驗的過程中，我們_（選填“可以”或“不可以”）同時改變多個物理量，進行探究測量；多次測量的目的是_。 答案解析部分一、單選題1.【答案】D 【解析】【解答】A、在液體體積相同時，液體的密度越大，質(zhì)量越大，因此只有每次倒入空桶的液體體積相同，才能通過杠桿平衡條件得出液體質(zhì)量的大小，從而判斷液體密度的情況，A不符合題意；B、當A端的空桶內(nèi)的液體密度越大時，根據(jù)杠桿平衡的條件可知，在M懸掛點處標出相應(yīng)液體的密度值越大，故應(yīng)將M向右移動，B不符合題意；C、增大M的質(zhì)量，根據(jù)杠桿平衡的條件F1L1=F2L2可知秤的量程會增大，C不符合題意；D、懸點O適當右移，阻力臂減小，根據(jù)杠桿平衡的條件F1L1=F2L2 ， 可知秤的量程會減小，D錯誤，符合題意。故答案為：D?！痉治觥扛鶕?jù)杠桿的平衡條件，當改變力或力臂時，可以增大另一個力的大小范圍。2.【答案】D 【解析】【解答】圖示蹺蹺板只要求蠟燭未點燃時基本能在水平位置平衡即可，因兩端燃燒速度不可能完全相同，總有一端下降，而下降后的一端必然導致蠟燭燃燒加快，所以導致這端開始上升，周而復始，故蠟燭兩端不必要求粗細一樣，只要力和力臂乘積相等即可，D符合題意。故答案為：D?！痉治觥扛鶕?jù)杠桿的平衡條件是動力和動力臂的乘積等于阻力和阻力臂的乘積計算。3.【答案】B 【解析】【解答】A、力的單位是N，質(zhì)量的單位是kg，題目是求力的大小，不能用kg左單位，A不符合題意；BCD、由圖知，物體的重力為Gmg5kg9.8N/kg49N；肱二頭肌的拉力為動力，物體對手的壓力為阻力，支點在肘，如圖所示：所以動力臂小于阻力臂，根據(jù)杠桿平衡條件：F1L1F2L2 ， 因為L1L2 ， 所以F1F2 ， 即肱二頭肌收縮所承受的力一定大于49NB符合題意，CD不符合題意。故答案為：B?！痉治觥扛鶕?jù)杠桿平衡條件計算力的大小，通過力臂的大小判斷力的大小關(guān)系.4.【答案】A 【解析】【解答】設(shè)杠桿每一個格為L。A力和力臂的乘積：左邊=10N3L，右邊=15N2L，因為左邊=右邊，所以杠桿平衡，A符合題意；B力F和鉤碼對杠桿的作用效果一致，使杠桿沿逆時針轉(zhuǎn)動，故杠桿不能平衡，B不符合題意；C力和力臂的乘積：左邊=10N3L，右邊=15N3L，因為左邊右邊，所以右端下沉，杠桿不能平衡，C不符合題意；D力F和鉤碼對杠桿的作用效果一致，使杠桿沿逆時針轉(zhuǎn)動，此時杠桿不能平衡，D不符合題意；故答案為：A。【分析】要使杠桿平衡，首先施加在杠桿上的兩個力分別使杠桿向相反的方向轉(zhuǎn)動；然后根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2判斷杠桿是否平衡.5.【答案】B 【解析】【解答】鐵球的重力G=mg=12kg10N/kg=120N；由圖知，當力F作用在球的下邊緣，且與通過AB的直徑垂直時，動力臂最長，其受力圖如圖所示：；把整體看做一個杠桿，支點在B點，由圖知，球的重力方向豎直向下，由圖可知：重力的力臂為L2=R；F的力臂等于桿的長度與球的直徑之和L1=R+2R=R；根據(jù)杠桿的平衡條件：GL2=FL1 ， 代入數(shù)據(jù)：120NR=FR.解得F=45N.故答案為：B.【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件，要使施加的力最小，應(yīng)使動力臂最長.因此解題的關(guān)鍵是找到最長的力臂，即從支點到力的作用點的距離.6.【答案】B 【解析】【解答】解：我們使用起瓶器開啟瓶蓋時，瓶蓋中的B點被撬起，所以B點是阻力的作用點并且在開啟的過程中，起瓶器繞A點轉(zhuǎn)動，所以A是支點在整個過程中，動力臂大于阻力臂，所以它是省力杠桿。故答案為：B?！痉治觥肯确治鲇脝⑵科鏖_啟瓶蓋時的支點、阻力作用點、動力臂、阻力臂，再根據(jù)動力臂和阻力臂之間的關(guān)系分析。7.【答案】A 【解析】【解答】在A點用細線懸掛一重物，在B點施加一個豎直向下的動力時，動力臂最長，因此當動力沿虛線方向拉杠桿時，動力臂將變小，而阻力和阻力臂均不變，由F1L1F2L2可知，動力將變大，A符合題意。故答案為：A.【分析】根據(jù)杠桿平衡條件，當力變大時，力臂減小.8.【答案】B 【解析】【解答】解：如圖，動力臂為LOA ， 阻力臂為LOB ， LOALOC=LOB ， FLOA=GLOB ， LOALOB ， GF=5N，B符合題意，ACD不符合題意故答案為：B【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件計算公式分析，力臂較大時，力較小.9.【答案】A 【解析】【解答】假設(shè)該天平左邊的力臂的長度是a，右邊力臂的長度是b，假設(shè)將4g的物體放在左盤中時，右盤砝碼質(zhì)量是m，據(jù)杠桿的平衡條件可有如下關(guān)系式： ；假設(shè)將4g的物體放在右盤中時，左盤砝碼質(zhì)量是m，據(jù)杠桿的平衡條件可有如下關(guān)系式： ；聯(lián)立上述兩式可得出： ，故分析上述四個選項，只有A選項中的兩個數(shù)符合題意故A正確；故答案為：A【分析】根據(jù)杠桿平衡條件=列方程求解。10.【答案】B 【解析】【解答】A. 塔吊的橫梁可以看成一根杠桿，較重的配重物作為動力，大小一定，并不能起到省力的作用，A不符合題意；B. 塔吊在工作時經(jīng)常吊運很重的物體，在塔吊的C處安裝較重的配重物，就是為了增大塔吊的阻力，使塔吊在吊運重物時不會翻倒，B符合題意。C. 安裝配重物后增大了塔吊所吊物體的重力， C不符合題意。D. 塔吊的阻力臂是固定的，沒法改變， D不符合題意。故答案為：B.【分析】根據(jù)杠桿平衡條件分析力和力臂的關(guān)系.11.【答案】D 【解析】【解答】若以D點為支點，則作用在A點的最小力應(yīng)垂直杠桿斜向下，此時DA為動力臂，DC為阻力臂，如下左圖所示，若以B點為支點，則作用在A點的最小力應(yīng)垂直杠桿斜向上，此時BA為動力臂，BC為阻力臂，如下右圖所示.由左圖可得： 由右圖可得： F3<F1 故答案為：D.【分析】本題考查學生對杠桿平衡條件的運用能力。當支點改變時，力和力臂也會改變。故正確分析出支點的位置，畫出力臂，運用杠桿平衡條件解題，是本題的難點所在。二、填空題12.【答案】（1）40（2）變大 【解析】【解答】由圖可知，O點為支點，OB為動力臂，OA為阻力臂，阻力大小等于所掛物體的重力，在B點的拉力為動力；（1）已知OB和BA長度之比為3：5，則OB：OA=3：8，由杠桿的平衡條件可知 ，所以，拉力 ；（2）若拉力方向變?yōu)閳D中虛線所示方向，阻力及阻力臂不變，拉力的力臂變小，由杠桿的平衡條件 可知拉力將變大故答案為：（1）40；（2）大【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件計算力的大小，當力臂變小時，力變大。13.【答案】15；變大；【解析】【解答】 由杠桿平衡條件得：，因為 ； 保持杠桿在水平位置平衡，將拉力F沿順時針方向轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)至 位置時，拉力的力臂變小，因為阻力與阻力臂不變，由杠桿的平衡條件可知，拉力變大； 轉(zhuǎn)至 位置時，由三角函數(shù)可知，動力F的力臂為：，由杠桿平衡條件得：，可得： 。故答案為：15；變大；=。【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件計算杠桿上力的大小.14.【答案】7.5 x 103；260 【解析】【解答】（1）物體對地面的壓強為 ；（2）因為 ，所以物體Q對杠桿的拉力為 由于力的作用是相互的，所以杠桿對物體Q的拉力為 ，對于物體Q，有 所以地面對物體Q的支持力為 。故答案為： (1)7.5 x 103; (2). 260【分析】利用壓力和受力面積計算壓強的大小，根據(jù)杠桿的平衡條件計算杠桿上的拉力，結(jié)合合力的計算求支持力.15.【答案】杠桿；小 【解析】【解答】杠桿是一根可以繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒，由圖可知，兩支筆構(gòu)成了一個杠桿；可以輕松地舉起很重的書，當小指離支點越遠，即動力臂增大，根據(jù)杠桿的平衡條件：動力動力臂=阻力阻力臂，即：F1L1=F2L2 ， 可知，所用的力越小.故答案為：杠桿；小.【分析】使用杠桿時，動力臂大于阻力臂的杠桿是省力杠桿，動力臂越大越省力。16.【答案】省力；減??；40 【解析】【解答】（1）圖示的垃圾桶，在拖動時，支點在輪的軸，阻力（即垃圾桶的總重力）在桶的重心，動力作用在垃圾桶的右側(cè)，動力臂大于阻力臂，所以是一個省力杠桿；（2）垃圾桶底部安裝小輪子，是采用滾動代替滑動的方法，減小了摩擦力；（3）已知垃圾桶總重120N，動力臂 ，根據(jù)杠桿平衡條件 可得，保持垃圾桶平衡的拉力F為：。故答案為：省力；減?。?0.【分析】使用杠桿時，當動力臂大于阻力臂時，是省力杠桿，滾動代替滑動可以減小摩擦力，根據(jù)杠桿平衡的規(guī)律，利用已知的力臂和力，可以計算未知的數(shù)據(jù)。17.【答案】右；1.5；0.06 【解析】【解答】（1）在“探究杠桿的平衡條件”實驗中，應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做是為了便于測量力臂；如發(fā)現(xiàn)杠桿右端偏高，應(yīng)將左端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)（2）每個鉤碼 ，重力為 ；根據(jù)杠桿的平衡條件 得，2G3L=F2L，解得F=1.5N；（3）彈簧測力計沿豎直方向用3N的拉力拉著鉤碼在2s內(nèi)豎直向上移動6cm，則彈簧測力計豎直向上移動4cm則做功為 ，所以功率為 。故答案為： 右；1.5；0.06.【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件計算拉力的大小，利用力和距離的乘積計算功，結(jié)合時間計算功率.18.【答案】16N；小于 【解析】【解答】如圖阻力和阻力臂一定時，動力最大，則運動力最小，以B為作用點時，把OB當作力臂時最長，則動力最小，最省力，因為 ，所以此時兩力臂相等，則動力也為16N，即 ；作用在B端一個力F使杠桿AOB勻速轉(zhuǎn)動，當BO段在水平位置時保持杠桿平衡時，AO偏離水平位置，此時阻力臂變小，所以這時在B端施加最小的力為F2也將變小，即 .故答案為：16N；小于.【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2 ， 要使施加的動力最小，應(yīng)該使動力臂最大，由題意知，最長的動力臂為OB，然后代入平衡條件便可求出最小的動力；當OB在水平位置平衡時，此時的阻力、動力臂不變，但阻力臂變小，從而可確定動力的變化情況.19.【答案】猜想：肌肉拉力的大小與低頭的角度有什么關(guān)系？；建議：不要長時間低頭看手機 【解析】【解答】在圖丙中，F(xiàn)的力臂為LOB ， 作出頭顱的重力G的力臂LG ， 如圖所示：由圖知，在RtACO中，LG=OAsin，根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可得，GLG=FLOB ， 則頸部肌肉的拉力， 可見，人低頭的角度越大，sin越大，則頭顱的重力的力臂越大；在頭顱重力和肌肉拉力的力臂不變的條件下，頭顱的重力的力臂越大，頸部肌肉的拉力就越大.針對上面得出的結(jié)論提出探究的問題（或猜想）是：頸部肌肉的拉力與低頭角度大小有什么的關(guān)系？（或頸部肌肉拉動頭顱低頭是省力還是費力？）由于人低頭的角度越大，G的力臂越大，在頭顱重力和肌肉拉力的力臂不變的條件下，則頸部肌肉的拉力就越大；所以要預(yù)防和延緩頸部肌肉損傷提出的合理化建議是：可適當抬高手機屏幕（或盡量減小低頭的角度；不要長時間低頭看手機；低頭時間久了應(yīng)適當做仰頭運動緩解頸椎承受的壓力等）故答案為：肌肉拉力的大小與低頭的角度有什么關(guān)系？（或頸部肌肉拉動頭顱低頭是省力還是費力？）；適當抬高手機屏幕（或盡量減小低頭的角度；不要長時間低頭看手機；低頭時間久了應(yīng)適當做仰頭運動緩解頸椎承受的壓力等）【分析】將頭顱看做杠桿模型，通過對人的頭顱模型的分析，根據(jù)該小組完成的實驗利用杠桿平衡條件分析進而提出該課外小組探究的問題（或猜想）；根據(jù)低頭角度越大，頸部肌肉拉力越大的特點分析即可提出合理化建議.20.【答案】右；豎直向下；2 【解析】【解答】杠桿右側(cè)高左側(cè)低，為使杠桿在水平位置平衡，可以將左側(cè)的平衡螺母向右調(diào)，或者將右側(cè)的平衡螺母向右調(diào)（都向右調(diào)）；當沿豎直向下的方向施力時，動力臂最長，此時最省力，彈簧測力計的示數(shù)最?。挥蓤D知，若豎直向下施力，動力臂L1=15cm，由題知，阻力F2=0.5N3=1.5N，阻力臂L2=20cm，杠桿在水平位置平衡，F(xiàn)1L1=F2L2 ， 動力：F1= =2N故答案為：右；豎直向下；2 .【分析】實驗前杠桿右側(cè)高左側(cè)低，原因是右側(cè)的力和力臂乘積小于左側(cè)的力和力臂乘積，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，可將左側(cè)的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，減小左側(cè)的力和力臂乘積，使杠桿在水平位置平衡；當把支點到作用點的連線作為動力臂（施力方向與連線垂直）時，動力臂最長、最省力（彈簧測力計示數(shù)最小）；知道阻力、阻力臂和動力臂，利用杠桿的平衡條件求動力21.【答案】；小 【解析】【解答】 (1)杠桿阻力為物重G3000N,阻力臂為OB6m,由圖可知繩子繞過定滑輪只改變了力的方向,因此臂為5m.根據(jù)杠桿平衡條件F1l1F2l2即F5m3000N6m. 所以F3600N.(2)在動態(tài)提升的過程中阻力(物重)不變，阻力臂變小，動力臂同時變大。由杠桿平衡條件拉力變小。故答案為：3600；小.【分析】當杠桿平衡時，動力和動力臂的乘積等于阻力和阻力臂的乘積.三、實驗探究題22.【答案】（1）左；水平（2）6；變大；動力臂變小了（3）杠桿自身的重力（4）對；小紅；便于測量力臂 【解析】【解答】（1）將杠桿中點置于支架上，當杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，左端上翹，平衡螺母向上翹的左端移動，直到杠桿在水平位置靜止；杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂大小，同時杠桿的重心通過支點，消除杠桿重對杠桿平衡的影響；（2）杠桿平衡后，若在A點掛4個鉤碼，則左邊點重力為4G，因為力臂OA=3，力臂OB=2,由杠桿的平衡條件（F1l1=F2l2）可知：4G3=F12，實驗F1=6G；故應(yīng)在B點應(yīng)掛6個鉤碼，才能使杠桿恢復平衡；當拉力F向右傾斜時，要保持杠桿仍在水平位置平衡，則拉力F將變大，這是因為當拉力傾斜時，拉力F力臂變小，所以力才會變大；（3）杠桿的重心不在支點上，杠桿的重力對杠桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了影響，導致拉力F的大小比由杠桿平衡條件計算出來的數(shù)值偏大；（4）杠桿處于靜止狀態(tài)或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)都叫杠桿平衡，所以小海的說法是對的；力臂等于支點到力的作用線的距離，在小紅的實驗方案中，當杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標尺刻度上直接讀出來。而小海實驗方案中的力臂不便于測量，所以，小紅的實驗方案好?！痉治觥刻骄扛軛U平衡條件時，把杠桿調(diào)成水平平衡可以減小杠桿自重對實驗的影響，而且方便從杠桿上讀出力臂的大小，根據(jù)不同的力臂和力的大小關(guān)系得到杠桿平衡的條件。23.【答案】（1）解:如圖所示:（2）1：4；2（3）不能 【解析】【解答】（1）由題知，永久磁體受重力及彈簧的彈力作用而落下，則使觸點分開時B點受到的力是豎直向下的，由此畫出B點受到的力，再由支點O作這個力作用線的垂線段，即為其力臂L，如圖所示：；（2）若用4N的力按下開關(guān)，即動力FA4N，B端受到的阻力FB1N，由杠桿的平衡條件有：FALAFBLB ， 所以動力臂和阻力臂之比： ；由題意和圖示可知，手按下開關(guān)時，B端上升的升高應(yīng)等于永久磁體和感溫磁體之間的距離，由功的原理有：FAhAFBhB ， 所以永久磁體和感溫磁體之間的距離：LhB 2cm；（3）由題知，當溫度達到103時，感溫磁體失去磁性，永久磁體受重力及彈簧的彈力作用而落下，通過傳動桿使觸點分開，發(fā)熱板停止發(fā)熱，在標準大氣壓下水的沸點為100，則水沸騰時感溫磁體不會失去磁性，故不能將觸點分開而自動斷電。【分析】力臂是支點到力的作用點的垂線，根據(jù)杠桿的平衡條件，結(jié)合力臂的關(guān)系分析力的比值，標準大氣壓下水的沸點是100.24.【答案】（1）300（2）增大（3）1V；500N 【解析】【解答】（1）忽略托盤、杠桿及壓桿的重力，托盤上沒放物體時，壓力傳感器受到的壓力為零，由表格數(shù)據(jù)可知，壓力傳感器的阻值為300；（2）杠桿的動力臂和阻力臂不變，當托盤上的壓力增大時，由 可知，當托盤上的壓力增大時，壓敏電阻受到的壓力增大，由表格數(shù)據(jù)可知，壓力增大時，壓敏電阻受到的壓力減小，電路中的總電阻減小，由 可知，電路中的電流增大，由 可知，R0兩端的電壓增大，即電壓表的示數(shù)增大；（3）由圖乙可知，電壓表的量程為03V，分度值為0.1V，示數(shù)：因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，此時壓力傳感器R1上的電壓： 因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流： 即： 解得： 由表格數(shù)據(jù)可知，壓敏電阻受到的壓力F=250N，因水平面上物體的壓力和自身的重力相等，所以，由 則被測物體的重力： 答：（1）300；（2）增大；（3）1V 500N【分析】（1）托盤上沒放物體時，壓力傳感器受到的壓力為零，由表格數(shù)據(jù)可知壓力傳感器的阻值；（2）杠桿的動力臂和阻力臂不變，當托盤上的壓力增大時，根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知壓敏電阻受到的壓力變化，根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知壓敏電阻阻值的變化，根據(jù)歐姆定律I=可知電路中電流的變化和電壓表示數(shù)的變化；（3）根據(jù)圖乙電壓表的量程和分度值讀出示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出此時壓力傳感器R1上的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律得出等式即可求出.25.【答案】（1）水平；0.46（2）4.6103；0.1103；46（3）不正確；用鋼鐵制成的船能漂浮在水面上 【解析】【解答】解：（1）測量過程中，使木棍在水平位置平衡，此時OA、OB的長度等于A、B兩處力的力臂；根據(jù)杠桿的平衡條件：m板gOA=m皂gOB代入數(shù)據(jù)：m板10N/kg10cm=115103kg10N/kg40cm解得m板=0.46kg；（2）由題意知，浮板的體積V=V排= = =4.6103m3；浮板的密度= = =0.1103kg/m3；浮板完全浸沒時受到的浮力F浮=水gV板=1.0103kg/m310N/kg4.6103m3=46N；（3）鋼鐵的密度遠大于水的密度，但用鋼鐵制成的船舶可以漂浮在水中，所以媽媽的說法是錯誤的。故答案為：（1）水平；0.46；（2）4.6103；0.1103；46；（3）不正確；用鋼鐵制成的船能漂浮在水面上?！痉治觥扛鶕?jù)杠桿平衡條件，結(jié)合力臂可以計算物體質(zhì)量的大小，利用排開的水的質(zhì)量和密度，計算排開的體積就是物體的體積，根據(jù)質(zhì)量和體積的比值計算密度的大小，密度比水的大的物體如果做成空心的，也可以漂浮在水上.26.【答案】（1）左；方便測量力臂（2）一次實驗得出的結(jié)論具有偶然性（3）左（4）2.25；變大 【解析】【解答】解：（1）杠桿的位置如圖甲所示，此時應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母使其向左移動，使杠桿在水平位置平衡，實驗時施加的動力和阻力的方向都是豎直方向，這樣做的好處是方便測量力臂的大??；（2）某同學通過一次實驗得出結(jié)論的做法不合理，因為一次實驗得出的結(jié)論具有偶然性，不是普遍性結(jié)論；（3）如果乙圖左右兩側(cè)各加掛一個鉤碼，3G3L4G2L，左側(cè)力與力臂的乘積大于右側(cè)力與力臂的乘積，所以杠桿的左端會下降；（4）設(shè)一格的長度為L，杠桿在水平位置平衡，則力F1的方向應(yīng)豎直向下，由F1L1=F2L2得，0.5N33L=F12L，解得，F(xiàn)1=2.25N ；從丙圖中可以看出，把彈簧測力計沿虛線方向拉，力臂將變小，根據(jù)杠桿平衡條件，彈簧測力計的拉力將變大。故答案為：（1）左；方便測量力臂；（2）一次實驗得出的結(jié)論具有偶然性；（3）左；（4）2.25；變大?！痉治觥浚?）調(diào)節(jié)天平的平衡時，天平的哪邊高就將平衡螺母向哪邊調(diào)；使杠桿在水平位置平衡時，若力的方向沿豎直方向，力臂在杠杠上，便于測量力臂；（2）實驗次數(shù)太少得出的結(jié)論具有偶然性；（3）、（4）根據(jù)杠杠的平衡條件分析求解。27.【答案】（1）右；消除杠桿自身重力對杠桿平衡的影響，便于力臂的測量（2）右；2（3）使實驗結(jié)論具有普遍性 【解析】【解答】解：（1）杠桿右端上翹，螺母向右端移動杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的既可以消除 杠桿自重對杠桿平衡的影響，同時力臂在杠桿上，便于測量動力臂和阻力臂（2）左端的鉤碼向右移動2個小格，杠桿符合F1l1=F2l2 ， 所以杠桿平衡（3）經(jīng)過一次實驗得出的實驗結(jié)論可能具有偶然性，要進行多次實驗，使實驗結(jié)論具有普遍性故答案為：（1）右；消除杠桿自身重力對杠桿平衡的影響，便于力臂的測量；（2）右；2；（3）使實驗結(jié)論具有普遍性【分析】（1）探究杠桿平衡條件之前首先要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，螺母向上翹的一端移動為減小杠桿自重對實驗的影響，實驗時應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡；杠桿在水平位置平衡時，作用力與力臂處垂直，支點到力的作用點的距離是力的力臂，可以直接從杠桿上讀取力臂（2）根據(jù)杠桿平衡條件判斷鉤碼移動的格數(shù)（3）探究杠桿平衡條件時，進行多次實驗避免偶然性，使實驗結(jié)論具有普遍性28.【答案】（1）右（2）左；2（3）逆時針轉(zhuǎn)動（4）根據(jù)杠桿平衡原理F1l1=F2l2 ， 當力臂較大時，所對應(yīng)的的力就越小，故有用質(zhì)量較小的砝碼即可平衡盤中很重貨物的道理。 【解析】【解答】（1）由甲圖知，左端下沉，右端上翹。為了使它在水平位置平衡，應(yīng)將左端的平衡螺母A向右調(diào)節(jié)；（2）設(shè)一個鉤碼重為G，杠桿上一小格為L，利用杠桿的平衡條件計算， ，解得： ，原來右邊鉤碼在4L處，所以應(yīng)將右邊的鉤碼向右移動2格；（3）將圖乙中的杠桿調(diào)節(jié)水平平衡后，在杠桿左右兩邊鉤碼下同時增加一個相同的鉤碼， ，即右邊的力和力臂的乘積大于左邊的力和力臂的乘積，杠桿沿順時針方向轉(zhuǎn)動。（4）由圖丙知：案秤是一個不等臂天平，砝碼的動力臂要遠大于物體的阻力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件 可知，用幾個質(zhì)量較小的砝碼就能稱出質(zhì)量較大的貨物?！痉治觥刻骄扛軛U平衡條件時，利用水平的杠桿便于讀出力臂的大小，當動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂時，杠桿平衡。29.【答案】（1）解：將細線系在硬棒的中間，將書包和瓶裝水分別掛在硬棒兩端，調(diào)節(jié)細繩的位置，使硬棒在水平位置平衡。測出細線位置到瓶裝水的距離為 到書包的距離為 （2）解：表達式m kg 【解析】【分析】利用已知物體的質(zhì)量，結(jié)合杠桿上力臂的大小，可以測量未知物體的質(zhì)量的大小。30.【答案】（1）是；右（2）便于直接從杠桿上讀出力臂的大?。?）1.5（4）可以；避免實驗結(jié)論的偶然性，便于得出普遍性規(guī)律 【解析】【解答】 (1)杠桿左端下沉,應(yīng)將杠桿重心向右移,所以應(yīng)將兩端的平衡螺母(左端和右端的均可)向右調(diào)節(jié)；實驗時杠桿在水平位置平衡，力臂正好在杠桿上，故其目的是為了便于直接從杠桿上讀出力臂的大??；(2)圖乙中彈簧測力計斜向右拉杠桿，拉力的方向與杠桿不垂直，其力臂不在杠桿上，而丙圖中拉力的方向與杠桿垂直，其力臂正好在杠桿上，便于直接從杠桿上讀出力臂的大小，所以小紅同學的實驗更合理；（3）圖丁中彈簧測力計的分度值為0.1N,其示數(shù)為1.5N；（4）在“探究杠桿平衡條件”實驗時，我們可以同時改變多個量，進行多次實驗，其目的是：避免實驗次數(shù)過少，使實驗結(jié)論具有普遍性?！痉治觥刻骄扛軛U平衡條件時，首先將杠桿調(diào)成水平平衡，方便讀取力臂大小，當杠桿兩端的鉤碼數(shù)和力臂長度乘積相同時，杠桿平衡，當拉力的方向改變時，力臂改變，力的大小改變，探究規(guī)律時要多次實驗結(jié)論才具有普遍性。