资源描述
杠杆的平衡分析法及其应用一、单选题1.如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M悬挂点B的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值.下列关于密度秤制作的说法中，错误的是（ ）A.每次倒入空桶的液体体积相同B.秤的刻度值向右越来越大C.增大M的质量，秤的量程会增大D.悬点O适当右移，秤的量程会增大2.如图是我们课本中的小制作蜡烛跷跷板：将一根蜡烛中间垂直插入大号缝衣针，缝衣针的两端分别放在两个玻璃杯上，点燃蜡烛两端，蜡烛跷跷板就做成了点燃后的蜡烛燃烧速度可能不同关于此跷跷板，下列说法正确的是（ ）A.做跷跷板的蜡烛两端必须要一样粗细B.既使蜡烛的两端粗细不同，也能用来做跷跷板，但两端的重必须相等C.点燃后的蜡烛必须要两端燃烧速度相同，才能使带火苗的跷跷板往复翘动D.点燃后的蜡烛即使两端燃烧速度不同，也能使带火苗的跷跷板往复翘动3.人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图是人用手托住物体时手臂的示意图，当人手托5kg的物体保持平衡时，肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定（ ）A.大于5kgB.大于49NC.小于49ND.等于49N4.下列杠杆平衡的是（杆重和摩擦均不计） （ ） A.B.C.D.5.如图，一质量分布均匀的12kg铁球与轻杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点，轻杆的延长线过球心O，轻杆的长度是铁球半径的三分之二，要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（ ）A.27NB.45NC.72ND.90N6.如图所示，启瓶器开启瓶盖时，可看作是（） A.以A为支点的费力杠杆B.以A为支点的省力杠杆C.以B为支点的费力杠杆D.以B为支点的省力杠杆7.如图,轻质杠杆AB可以绕O点转动,在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一竖直向下的动力,使杠杆在水平位置保持平衡。若将动力的方向改为沿虚线方向,仍使杠杆在水平位置保持平衡,则（ ）A.动力臂减小,动力增大B.动力臂增大,动力减小C.动力臂减小,动力减小D.动力臂增大,动力增大8.利用如图所示的装置估测物体重G，当杠杆平衡时，已知力F大小为5N，则物体重（ ）A.大于5NB.小于5NC.等于5ND.无法确定9.现有一台旧天平，虽然其两臂长不等长，但是可以设法将其调节到平衡状态，砝码盒中有各种规格的砝码，其中最小质量的砝码为0.1g用此天平称质量为4g的药品，先放在左盘中称，再放入右盘中称，记下两次结果，其记录数据可能是下列的哪一组？（ ） A.3.5g、4.6gB.3.4g、3.6gC.3.3g、3.7gD.3.2g、4.7g10.如图所示，在建筑工地上经常看见塔吊，塔吊的横梁可以看成一根杠杆，塔吊在 处安装了较重的配重物，其主要目的是为了（ ）A.可以省力B.增大塔吊的阻力，确保塔吊不会翻倒C.减小塔吊所吊物体的重力D.增大塔吊的阻力臂11.如图所示，用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒C点受到石块的压力是1800N，且AB=1.8m，BD=0.6m，CD=0.4m，则要撬动该石块所用的最小的力应不小于（ ）A.600NB.400NC.150ND.200N二、填空题12.如图，轻杆 OA 可绕 O 点自由转动，用细线将 15N 的重物挂在 A 处，小林在 B 处用竖直向上的拉力提住轻杆，OB 和 BA 长度之比为 3：5，下列问题中，轻杆始终在水平位置处于平衡，（1）拉力大小为_N； （2）若拉力方向变为图中虚线所示方向，则拉力将变_ 13.如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动， ，物块G重30N， ，在B点作用一个竖直向上的拉力F使杠杆在水平位置平衡，F的大小为_N；保持杠杆在水平位置平衡，仅将拉力F沿顺时针方向转动，则在转至虚线 所示位置的过程中，拉力大小将_，在转至虚线 所示位置时，拉力与物重的大小关系为F_G。14.一个重300N的物体Q,底而积为400cm2,将其放在水平地面上,它对地而的压强是_Pa。如图所示,现将物体Q挂在杠杆的B端,在A端悬挂一个重100N的物体P,使杠杆在水平位置平衡，忽略杠杆自重的影响,若0A:0B=2:5,那么地面对物体Q的支持力为_N。15.如图所示的装置中，两支笔构成了一个_，可以轻松地举起很重的书，小指离支点越远，所用的力越_.16.为了巩固我市的创文成果，向市民分发了“绿色低碳生活从垃圾分类开始”的宣传手册。如图是一种轮式垃圾桶拖动时它相当于一个_（选填省力或费力”）杠杆。垃圾桶底部的小轮子是为了_（选填“增大”或“减小”）摩擦力。若拖动时垃圾桶总重为120N，且动力臂为阻力臂的3倍，要保持垃圾桶平衡的拉力F为_N。17.探究杠杆平衡条件实验.实验前，发现杠杆右端高，要使杠杆在水平位置平衡，应将左端螺母向_调节. 如图所示，实验时，在杠杆左边A处挂两个相同钩码（每个钩码50g），要使杠杆再次在水平位置平衡，左端B处弹簧测力计读数为_N.弹簧测力计沿竖直方向用3N的拉力拉着钩码在2s内竖直向上移动6cm，则拉力的功率是_W.18.如图所示，AOB为一轻质杠杆，O为支点，AO=OB在杠杆右端A处用细绳悬挂重为16N的物体，当AO段处于水平位置时，为保持杠杆平衡，需在B端施加最小的力为F1 =_N；若作用在B端一个力F使杠杆AOB匀速转动，当BO段在水平位置时保持杠杆平衡，这时在B端施加最小的力为F2将_（小于/等于/大于）F1.19.“低头族”正成为现代社会的一个流行词（如图甲），有报道说，低头时，能让颈椎多承受约为270N的拉力。为此，小明与课外小组的同学制作一个头颅模型进行模拟实验。如图乙，把人的颈椎简化成支点O，头颅模型的重力为G，头颅模型在重力作用下可绕支点O转动，A点为头颅模型的重心，B为肌肉拉力的作用点。将细线的一端固定在B点，用测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力，头颅模型在转动过程中，细线拉力的方向始终垂直于OB，如图丙，让头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验完成相关记录，根据上面的信息。你提出一个课外小组能探究的问题（或猜想）_，并根据客观事实，提出一条关于“预防和延缓颈部肌肉损伤”的合理建议：_。20.在探究杠杆平衡条件的实验中，如果杠杆右侧高左侧低，则可将左侧的平衡螺母向_调节，使其在水平位置平衡如图所示，在支点左侧20cm刻度处挂3个重均为0.5N的钩码，在支点右侧15cm刻度处用弹簧测力计拉杠杆，使其水平平衡要使弹簧测力计示数最小，弹簧测力计的拉力应沿_方向，此时读数为_N21.如图所示， 是起重机的吊臂，可绕 点转动在距 点 远的 处吊有重 . 的物体为保证吊臂在水平位置平衡，则绕过定滑轮斜向下的拉力 为_ 将吊臂缓慢拉起，使用 . 点升高 的过程中，拉力变_（绳重、吊臂重、摩擦均不计）三、实验探究题22.如图所示，在探究“杠杆的平衡条件”实验中用到的实验器材有：杠杆、铁架台、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉此时，应把杠杆左端的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在不挂钩码时，保持在_位置并静止 （2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码（如图甲所示），为了使杠杆仍在水平位置平衡，可以在B点处挂_个钩码或用弹簧测力计拉杠杆若采用弹簧测力计，拉力的方向由竖直向下逐渐向右倾斜时，为使杠杆仍然保持平衡，弹簧测力计的示数将_(选填“变大”、“变小”或“不变”)，其原因是_. （3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小明同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因可能是_对实验产生了影响. （4）关于“杠杆不处于水平位置能否平衡？”小海和小红意见不同.小海认为能平衡，于是他每次让杠杆倾斜到同一位置静止，这样实验也得出了同样的杠杆平衡条件.小海认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？_（填“对”或“错”），小海这种方案与小红让杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为小海和小红哪位同学的实验方案好？请说明理由：答：_的实验方案好；理由是_.23.某制作小组所设计的电饭锅，其结构如图所示，控制系统中的感温磁体与受热面固定在一起，当温度低于103时，感温磁体具有磁性。煮饭时用手向下按动开关，通过轻质传动杆AOB使永久磁体和感温磁体吸合，触点闭合，电路接通，发热板开始发热。当温度达到103时，感温磁体失去磁性，永久磁体受重力及弹簧的弹力作用而落下，通过传动杆使触点分开，发热板停止发热。（1）画出使触点分开时B点受到的力和力臂。 （2）若用4N的力按下开关，B端受到的阻力为1N，则动力臂和阻力臂之比为_，如果手按下的距离为0.5cm，则永久磁体和感温磁体之间的距离至少是_cm。 （3）用电饭锅烧水（在标准气压下），水沸腾时_（能/不能）自动断电。 24.小雯设计了一个测量物体重力的“托盘秤”，如图甲是原理示意图，其中的托盘用来放置被测物体，OBA是可绕O点转动的杠杆，R1是压力传感器（其电阻值会随所受压力大小变化而变化，变化关系如下表），R0为定值电阻，V表为显示重力大小的仪表（实质是一个量程为03V的电压表）已知OB：OA=l：2，R0=100，电源电压恒为3V（忽略托盘、杠杆及压杆的重力）。（1）托盘上没放物体时，压力传感器R1的电阻值是_。 （2）当托盘上的压力增大时，压力表的示数_（填“减小”、“增大”或“不变”）。 （3）当托盘上放被测物体时，电压表的示数如图乙所示，则此时压力传感器R1上的电压是_,被测物体的重力是_. 25.为安全起见，妈妈为小明买了一块浮板辅助练习游泳。妈妈认为浮板能漂在水面上是因为它轻，小明认为妈妈的说法不对，科学的说法是因为浮板的密度比水的密度小。为验证自己的说法，小明设计了如下实验：（1）找一根轻质均匀木棍、细绳（质量忽略不计）和一块标有“净重115g”字样的新肥皂，用如图所示的方法进行测量。测量时，使木棍在_位置平衡，记下A、B的位置，用刻度尺测出OA=10cm，OB=40cm，则浮板的质量为_kg。 （2）把浮板压入装满水的桶中刚好浸没，用塑料袋（质量忽略不计）收集溢出的水，用（1）所述方法测得溢出水的质量为4.6kg，则浮板的体积为_m3 ， 密度为_kg/m3；用刻度尺测肥皂的长、宽、厚，算出肥皂的密度为1.33l03kg/m3 浮板在水中漂浮而肥皂在水中下沉，说明小明的说法是正确的。小明用此浮板游泳时浮板受到的最大浮力为_N。 （3）根据这个实验结果，妈妈说原来用密度比水小的材料制成的物体才能漂浮在水上，这种说法_（选填“正确”或“不正确”）请举例说明_。 26.在“探究杠杆平衡条件”的实验中，把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在图甲所示的位置。（1）杠杆的位置如图甲所示，此时应调节杠杆两端的平衡螺母使其向_（选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡，实验时施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做的好处是_。 （2）某同学做了图乙一次实验后就得出了“动力动力臂=阻力阻力臂”的结论，小明同学认为他的做法不合理，理由是_。 （3）如果乙图左右两侧各加挂一个钩码，杠杆的_端会下降。 （4）利用如图丙所示装置进行实验，每个钩码重0.5N，杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为_N如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向拉，为了保证杠杆在水平位置平衡，其示数将_（选填：“变大”“不变”或“变小”）。 27.探究“杠杆的平衡条件”实验中：（1）实验前出现图甲所示情况，应将杠杆两端的螺母向_调（填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是_。 （2）实验过程中出现了图乙所示的情况，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应将左边的钩码向_（填“左”或“右”）移动_格。 （3）实验中，要改变力和力臂的数值，得到多组实验数据，这样做的目的是_ 28.在“研究杠杆平衡条件”实验中（1）实验前出现图甲所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的螺母A向_调（填“左”或“右”） （2）实验过程中出现图乙所示情况，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应将右边的钩码向_（填“左”或“右”）移动_格。 （3）图乙中杠杆水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码，这时杠杆将_。（填“保持水平平衡”、“顺时针转动”或“逆时针转动”） （4）如图丙所示的案秤是个不等臂杠杆，请你根据杠杆的平衡条件，说明用几个质量小的砝码就能平衡盘中质量大得多的货物的道理_。 29.据杭州日报报道：“2001年6月22日，在杭州动物园内，一位物理教师利用杠杆原理，仅用小小的弹簧测力计就测出了一头大象的质量。”小聪看到这个报道后想测量书包的质量。他找来细线、质量可忽略不计的长硬棒、刻度尺、一瓶600ml的矿泉水，瓶子的质量忽略不计。请你利用上述器材帮助小聪设计实验方案测出书包的质量。要求（1）写出主要实验步骤； （2）写出书包质量的数学表达式（用已知量和测量量表示，要求质量的单位为kg） 30.小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验： （1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，发现杠杆在如图甲所示的位置保持静止，此时杠杆_（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。小明将左端的平衡螺母向右调，小红认为也可以将右端的平衡螺母向_调（选填“右”或“左”），使杠杆在水平位置平衡。 （2）杠杆调好后小明同学按如图乙进行实验，小红同学按图丙进行实验。同学们讨论后一致认为小红同学的实验更合理，理由是_。 （3）按图丙实验时，测力计示数如图丁所示，拉力F1为_N。 （4）在探究过程中，我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力、阻力臂四个物理量，在进行多次实验的过程中，我们_（选填“可以”或“不可以”）同时改变多个物理量，进行探究测量；多次测量的目的是_。 答案解析部分一、单选题1.【答案】D 【解析】【解答】A、在液体体积相同时，液体的密度越大，质量越大，因此只有每次倒入空桶的液体体积相同，才能通过杠杆平衡条件得出液体质量的大小，从而判断液体密度的情况，A不符合题意；B、当A端的空桶内的液体密度越大时，根据杠杆平衡的条件可知，在M悬挂点处标出相应液体的密度值越大，故应将M向右移动，B不符合题意；C、增大M的质量，根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可知秤的量程会增大，C不符合题意；D、悬点O适当右移，阻力臂减小，根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2 ， 可知秤的量程会减小，D错误，符合题意。故答案为：D。【分析】根据杠杆的平衡条件，当改变力或力臂时，可以增大另一个力的大小范围。2.【答案】D 【解析】【解答】图示跷跷板只要求蜡烛未点燃时基本能在水平位置平衡即可，因两端燃烧速度不可能完全相同，总有一端下降，而下降后的一端必然导致蜡烛燃烧加快，所以导致这端开始上升，周而复始，故蜡烛两端不必要求粗细一样，只要力和力臂乘积相等即可，D符合题意。故答案为：D。【分析】根据杠杆的平衡条件是动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积计算。3.【答案】B 【解析】【解答】A、力的单位是N，质量的单位是kg，题目是求力的大小，不能用kg左单位，A不符合题意；BCD、由图知，物体的重力为Gmg5kg9.8N/kg49N；肱二头肌的拉力为动力，物体对手的压力为阻力，支点在肘，如图所示：所以动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件：F1L1F2L2 ， 因为L1L2 ， 所以F1F2 ， 即肱二头肌收缩所承受的力一定大于49NB符合题意，CD不符合题意。故答案为：B。【分析】根据杠杆平衡条件计算力的大小，通过力臂的大小判断力的大小关系.4.【答案】A 【解析】【解答】设杠杆每一个格为L。A力和力臂的乘积：左边=10N3L，右边=15N2L，因为左边=右边，所以杠杆平衡，A符合题意；B力F和钩码对杠杆的作用效果一致，使杠杆沿逆时针转动，故杠杆不能平衡，B不符合题意；C力和力臂的乘积：左边=10N3L，右边=15N3L，因为左边右边，所以右端下沉，杠杆不能平衡，C不符合题意；D力F和钩码对杠杆的作用效果一致，使杠杆沿逆时针转动，此时杠杆不能平衡，D不符合题意；故答案为：A。【分析】要使杠杆平衡，首先施加在杠杆上的两个力分别使杠杆向相反的方向转动；然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2判断杠杆是否平衡.5.【答案】B 【解析】【解答】铁球的重力G=mg=12kg10N/kg=120N；由图知，当力F作用在球的下边缘，且与通过AB的直径垂直时，动力臂最长，其受力图如图所示：；把整体看做一个杠杆，支点在B点，由图知，球的重力方向竖直向下，由图可知：重力的力臂为L2=R；F的力臂等于杆的长度与球的直径之和L1=R+2R=R；根据杠杆的平衡条件：GL2=FL1 ， 代入数据：120NR=FR.解得F=45N.故答案为：B.【分析】根据杠杆的平衡条件，要使施加的力最小，应使动力臂最长.因此解题的关键是找到最长的力臂，即从支点到力的作用点的距离.6.【答案】B 【解析】【解答】解：我们使用起瓶器开启瓶盖时，瓶盖中的B点被撬起，所以B点是阻力的作用点并且在开启的过程中，起瓶器绕A点转动，所以A是支点在整个过程中，动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆。故答案为：B。【分析】先分析用启瓶器开启瓶盖时的支点、阻力作用点、动力臂、阻力臂，再根据动力臂和阻力臂之间的关系分析。7.【答案】A 【解析】【解答】在A点用细线悬挂一重物，在B点施加一个竖直向下的动力时，动力臂最长，因此当动力沿虚线方向拉杠杆时，动力臂将变小，而阻力和阻力臂均不变，由F1L1F2L2可知，动力将变大，A符合题意。故答案为：A.【分析】根据杠杆平衡条件，当力变大时，力臂减小.8.【答案】B 【解析】【解答】解：如图，动力臂为LOA ， 阻力臂为LOB ， LOALOC=LOB ， FLOA=GLOB ， LOALOB ， GF=5N，B符合题意，ACD不符合题意故答案为：B【分析】根据杠杆的平衡条件计算公式分析，力臂较大时，力较小.9.【答案】A 【解析】【解答】假设该天平左边的力臂的长度是a，右边力臂的长度是b，假设将4g的物体放在左盘中时，右盘砝码质量是m，据杠杆的平衡条件可有如下关系式： ；假设将4g的物体放在右盘中时，左盘砝码质量是m，据杠杆的平衡条件可有如下关系式： ；联立上述两式可得出： ，故分析上述四个选项，只有A选项中的两个数符合题意故A正确；故答案为：A【分析】根据杠杆平衡条件=列方程求解。10.【答案】B 【解析】【解答】A. 塔吊的横梁可以看成一根杠杆，较重的配重物作为动力，大小一定，并不能起到省力的作用，A不符合题意；B. 塔吊在工作时经常吊运很重的物体，在塔吊的C处安装较重的配重物，就是为了增大塔吊的阻力，使塔吊在吊运重物时不会翻倒，B符合题意。C. 安装配重物后增大了塔吊所吊物体的重力， C不符合题意。D. 塔吊的阻力臂是固定的，没法改变， D不符合题意。故答案为：B.【分析】根据杠杆平衡条件分析力和力臂的关系.11.【答案】D 【解析】【解答】若以D点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向下，此时DA为动力臂，DC为阻力臂，如下左图所示，若以B点为支点，则作用在A点的最小力应垂直杠杆斜向上，此时BA为动力臂，BC为阻力臂，如下右图所示.由左图可得： 由右图可得： F3F1 故答案为：D.【分析】本题考查学生对杠杆平衡条件的运用能力。当支点改变时，力和力臂也会改变。故正确分析出支点的位置，画出力臂，运用杠杆平衡条件解题，是本题的难点所在。二、填空题12.【答案】（1）40（2）变大 【解析】【解答】由图可知，O点为支点，OB为动力臂，OA为阻力臂，阻力大小等于所挂物体的重力，在B点的拉力为动力；（1）已知OB和BA长度之比为3：5，则OB：OA=3：8，由杠杆的平衡条件可知 ，所以，拉力 ；（2）若拉力方向变为图中虚线所示方向，阻力及阻力臂不变，拉力的力臂变小，由杠杆的平衡条件 可知拉力将变大故答案为：（1）40；（2）大【分析】根据杠杆的平衡条件计算力的大小，当力臂变小时，力变大。13.【答案】15；变大；【解析】【解答】 由杠杆平衡条件得：，因为 ； 保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F沿顺时针方向转动，在转至 位置时，拉力的力臂变小，因为阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大； 转至 位置时，由三角函数可知，动力F的力臂为：，由杠杆平衡条件得：，可得： 。故答案为：15；变大；=。【分析】根据杠杆的平衡条件计算杠杆上力的大小.14.【答案】7.5 x 103；260 【解析】【解答】（1）物体对地面的压强为 ；（2）因为 ，所以物体Q对杠杆的拉力为 由于力的作用是相互的，所以杠杆对物体Q的拉力为 ，对于物体Q，有 所以地面对物体Q的支持力为 。故答案为： (1)7.5 x 103; (2). 260【分析】利用压力和受力面积计算压强的大小，根据杠杆的平衡条件计算杠杆上的拉力，结合合力的计算求支持力.15.【答案】杠杆；小 【解析】【解答】杠杆是一根可以绕固定点转动的硬棒，由图可知，两支笔构成了一个杠杆；可以轻松地举起很重的书，当小指离支点越远，即动力臂增大，根据杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂，即：F1L1=F2L2 ， 可知，所用的力越小.故答案为：杠杆；小.【分析】使用杠杆时，动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，动力臂越大越省力。16.【答案】省力；减小；40 【解析】【解答】（1）图示的垃圾桶，在拖动时，支点在轮的轴，阻力（即垃圾桶的总重力）在桶的重心，动力作用在垃圾桶的右侧，动力臂大于阻力臂，所以是一个省力杠杆；（2）垃圾桶底部安装小轮子，是采用滚动代替滑动的方法，减小了摩擦力；（3）已知垃圾桶总重120N，动力臂 ，根据杠杆平衡条件 可得，保持垃圾桶平衡的拉力F为：。故答案为：省力；减小；40.【分析】使用杠杆时，当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆，滚动代替滑动可以减小摩擦力，根据杠杆平衡的规律，利用已知的力臂和力，可以计算未知的数据。17.【答案】右；1.5；0.06 【解析】【解答】（1）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量力臂；如发现杠杆右端偏高，应将左端的平衡螺母向右调节（2）每个钩码 ，重力为 ；根据杠杆的平衡条件 得，2G3L=F2L，解得F=1.5N；（3）弹簧测力计沿竖直方向用3N的拉力拉着钩码在2s内竖直向上移动6cm，则弹簧测力计竖直向上移动4cm则做功为 ，所以功率为 。故答案为： 右；1.5；0.06.【分析】根据杠杆的平衡条件计算拉力的大小，利用力和距离的乘积计算功，结合时间计算功率.18.【答案】16N；小于 【解析】【解答】如图阻力和阻力臂一定时，动力最大，则运动力最小，以B为作用点时，把OB当作力臂时最长，则动力最小，最省力，因为 ，所以此时两力臂相等，则动力也为16N，即 ；作用在B端一个力F使杠杆AOB匀速转动，当BO段在水平位置时保持杠杆平衡时，AO偏离水平位置，此时阻力臂变小，所以这时在B端施加最小的力为F2也将变小，即 .故答案为：16N；小于.【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2 ， 要使施加的动力最小，应该使动力臂最大，由题意知，最长的动力臂为OB，然后代入平衡条件便可求出最小的动力；当OB在水平位置平衡时，此时的阻力、动力臂不变，但阻力臂变小，从而可确定动力的变化情况.19.【答案】猜想：肌肉拉力的大小与低头的角度有什么关系？；建议：不要长时间低头看手机 【解析】【解答】在图丙中，F的力臂为LOB ， 作出头颅的重力G的力臂LG ， 如图所示：由图知，在RtACO中，LG=OAsin，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得，GLG=FLOB ， 则颈部肌肉的拉力， 可见，人低头的角度越大，sin越大，则头颅的重力的力臂越大；在头颅重力和肌肉拉力的力臂不变的条件下，头颅的重力的力臂越大，颈部肌肉的拉力就越大.针对上面得出的结论提出探究的问题（或猜想）是：颈部肌肉的拉力与低头角度大小有什么的关系？（或颈部肌肉拉动头颅低头是省力还是费力？）由于人低头的角度越大，G的力臂越大，在头颅重力和肌肉拉力的力臂不变的条件下，则颈部肌肉的拉力就越大；所以要预防和延缓颈部肌肉损伤提出的合理化建议是：可适当抬高手机屏幕（或尽量减小低头的角度；不要长时间低头看手机；低头时间久了应适当做仰头运动缓解颈椎承受的压力等）故答案为：肌肉拉力的大小与低头的角度有什么关系？（或颈部肌肉拉动头颅低头是省力还是费力？）；适当抬高手机屏幕（或尽量减小低头的角度；不要长时间低头看手机；低头时间久了应适当做仰头运动缓解颈椎承受的压力等）【分析】将头颅看做杠杆模型，通过对人的头颅模型的分析，根据该小组完成的实验利用杠杆平衡条件分析进而提出该课外小组探究的问题（或猜想）；根据低头角度越大，颈部肌肉拉力越大的特点分析即可提出合理化建议.20.【答案】右；竖直向下；2 【解析】【解答】杠杆右侧高左侧低，为使杠杆在水平位置平衡，可以将左侧的平衡螺母向右调，或者将右侧的平衡螺母向右调（都向右调）；当沿竖直向下的方向施力时，动力臂最长，此时最省力，弹簧测力计的示数最小；由图知，若竖直向下施力，动力臂L1=15cm，由题知，阻力F2=0.5N3=1.5N，阻力臂L2=20cm，杠杆在水平位置平衡，F1L1=F2L2 ， 动力：F1= =2N故答案为：右；竖直向下；2 .【分析】实验前杠杆右侧高左侧低，原因是右侧的力和力臂乘积小于左侧的力和力臂乘积，根据杠杆的平衡条件可知，可将左侧的平衡螺母向右调节，减小左侧的力和力臂乘积，使杠杆在水平位置平衡；当把支点到作用点的连线作为动力臂（施力方向与连线垂直）时，动力臂最长、最省力（弹簧测力计示数最小）；知道阻力、阻力臂和动力臂，利用杠杆的平衡条件求动力21.【答案】；小 【解析】【解答】 (1)杠杆阻力为物重G3000N,阻力臂为OB6m,由图可知绳子绕过定滑轮只改变了力的方向,因此臂为5m.根据杠杆平衡条件F1l1F2l2即F5m3000N6m. 所以F3600N.(2)在动态提升的过程中阻力(物重)不变，阻力臂变小，动力臂同时变大。由杠杆平衡条件拉力变小。故答案为：3600；小.【分析】当杠杆平衡时，动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积.三、实验探究题22.【答案】（1）左；水平（2）6；变大；动力臂变小了（3）杠杆自身的重力（4）对；小红；便于测量力臂 【解析】【解答】（1）将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，左端上翘，平衡螺母向上翘的左端移动，直到杠杆在水平位置静止；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响；（2）杠杆平衡后，若在A点挂4个钩码，则左边点重力为4G，因为力臂OA=3，力臂OB=2,由杠杆的平衡条件（F1l1=F2l2）可知：4G3=F12，实验F1=6G；故应在B点应挂6个钩码，才能使杠杆恢复平衡；当拉力F向右倾斜时，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将变大，这是因为当拉力倾斜时，拉力F力臂变小，所以力才会变大；（3）杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大；（4）杠杆处于静止状态或匀速转动状态都叫杠杆平衡，所以小海的说法是对的；力臂等于支点到力的作用线的距离，在小红的实验方案中，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。而小海实验方案中的力臂不便于测量，所以，小红的实验方案好。【分析】探究杠杆平衡条件时，把杠杆调成水平平衡可以减小杠杆自重对实验的影响，而且方便从杠杆上读出力臂的大小，根据不同的力臂和力的大小关系得到杠杆平衡的条件。23.【答案】（1）解:如图所示:（2）1：4；2（3）不能 【解析】【解答】（1）由题知，永久磁体受重力及弹簧的弹力作用而落下，则使触点分开时B点受到的力是竖直向下的，由此画出B点受到的力，再由支点O作这个力作用线的垂线段，即为其力臂L，如图所示：；（2）若用4N的力按下开关，即动力FA4N，B端受到的阻力FB1N，由杠杆的平衡条件有：FALAFBLB ， 所以动力臂和阻力臂之比： ；由题意和图示可知，手按下开关时，B端上升的升高应等于永久磁体和感温磁体之间的距离，由功的原理有：FAhAFBhB ， 所以永久磁体和感温磁体之间的距离：LhB 2cm；（3）由题知，当温度达到103时，感温磁体失去磁性，永久磁体受重力及弹簧的弹力作用而落下，通过传动杆使触点分开，发热板停止发热，在标准大气压下水的沸点为100，则水沸腾时感温磁体不会失去磁性，故不能将触点分开而自动断电。【分析】力臂是支点到力的作用点的垂线，根据杠杆的平衡条件，结合力臂的关系分析力的比值，标准大气压下水的沸点是100.24.【答案】（1）300（2）增大（3）1V；500N 【解析】【解答】（1）忽略托盘、杠杆及压杆的重力，托盘上没放物体时，压力传感器受到的压力为零，由表格数据可知，压力传感器的阻值为300；（2）杠杆的动力臂和阻力臂不变，当托盘上的压力增大时，由 可知，当托盘上的压力增大时，压敏电阻受到的压力增大，由表格数据可知，压力增大时，压敏电阻受到的压力减小，电路中的总电阻减小，由 可知，电路中的电流增大，由 可知，R0两端的电压增大，即电压表的示数增大；（3）由图乙可知，电压表的量程为03V，分度值为0.1V，示数：因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时压力传感器R1上的电压： 因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流： 即： 解得： 由表格数据可知，压敏电阻受到的压力F=250N，因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，由 则被测物体的重力： 答：（1）300；（2）增大；（3）1V 500N【分析】（1）托盘上没放物体时，压力传感器受到的压力为零，由表格数据可知压力传感器的阻值；（2）杠杆的动力臂和阻力臂不变，当托盘上的压力增大时，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知压敏电阻受到的压力变化，根据表格数据可知压敏电阻阻值的变化，根据欧姆定律I=可知电路中电流的变化和电压表示数的变化；（3）根据图乙电压表的量程和分度值读出示数，根据串联电路的电压特点求出此时压力传感器R1上的电压，根据串联电路的电流特点和欧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）不正确；用钢铁制成的船能漂浮在水面上 【解析】【解答】解：（1）测量过程中，使木棍在水平位置平衡，此时OA、OB的长度等于A、B两处力的力臂；根据杠杆的平衡条件：m板gOA=m皂gOB代入数据：m板10N/kg10cm=115103kg10N/kg40cm解得m板=0.46kg；（2）由题意知，浮板的体积V=V排= = =4.6103m3；浮板的密度= = =0.1103kg/m3；浮板完全浸没时受到的浮力F浮=水gV板=1.0103kg/m310N/kg4.6103m3=46N；（3）钢铁的密度远大于水的密度，但用钢铁制成的船舶可以漂浮在水中，所以妈妈的说法是错误的。故答案为：（1）水平；0.46；（2）4.6103；0.1103；46；（3）不正确；用钢铁制成的船能漂浮在水面上。【分析】根据杠杆平衡条件，结合力臂可以计算物体质量的大小，利用排开的水的质量和密度，计算排开的体积就是物体的体积，根据质量和体积的比值计算密度的大小，密度比水的大的物体如果做成空心的，也可以漂浮在水上.26.【答案】（1）左；方便测量力臂（2）一次实验得出的结论具有偶然性（3）左（4）2.25；变大 【解析】【解答】解：（1）杠杆的位置如图甲所示，此时应调节杠杆两端的平衡螺母使其向左移动，使杠杆在水平位置平衡，实验时施加的动力和阻力的方向都是竖直方向，这样做的好处是方便测量力臂的大小；（2）某同学通过一次实验得出结论的做法不合理，因为一次实验得出的结论具有偶然性，不是普遍性结论；（3）如果乙图左右两侧各加挂一个钩码，3G3L4G2L，左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积，所以杠杆的左端会下降；（4）设一格的长度为L，杠杆在水平位置平衡，则力F1的方向应竖直向下，由F1L1=F2L2得，0.5N33L=F12L，解得，F1=2.25N ；从丙图中可以看出，把弹簧测力计沿虚线方向拉，力臂将变小，根据杠杆平衡条件，弹簧测力计的拉力将变大。故答案为：（1）左；方便测量力臂；（2）一次实验得出的结论具有偶然性；（3）左；（4）2.25；变大。【分析】（1）调节天平的平衡时，天平的哪边高就将平衡螺母向哪边调；使杠杆在水平位置平衡时，若力的方向沿竖直方向，力臂在杠杠上，便于测量力臂；（2）实验次数太少得出的结论具有偶然性；（3）、（4）根据杠杠的平衡条件分析求解。27.【答案】（1）右；消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，便于力臂的测量（2）右；2（3）使实验结论具有普遍性 【解析】【解答】解：（1）杠杆右端上翘，螺母向右端移动杠杆在水平位置平衡，这样做的目的既可以消除 杠杆自重对杠杆平衡的影响，同时力臂在杠杆上，便于测量动力臂和阻力臂（2）左端的钩码向右移动2个小格，杠杆符合F1l1=F2l2 ， 所以杠杆平衡（3）经过一次实验得出的实验结论可能具有偶然性，要进行多次实验，使实验结论具有普遍性故答案为：（1）右；消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，便于力臂的测量；（2）右；2；（3）使实验结论具有普遍性【分析】（1）探究杠杆平衡条件之前首先要调节杠杆在水平位置平衡，螺母向上翘的一端移动为减小杠杆自重对实验的影响，实验时应调节杠杆在水平位置平衡；杠杆在水平位置平衡时，作用力与力臂处垂直，支点到力的作用点的距离是力的力臂，可以直接从杠杆上读取力臂（2）根据杠杆平衡条件判断钩码移动的格数（3）探究杠杆平衡条件时，进行多次实验避免偶然性，使实验结论具有普遍性28.【答案】（1）右（2）左；2（3）逆时针转动（4）根据杠杆平衡原理F1l1=F2l2 ， 当力臂较大时，所对应的的力就越小，故有用质量较小的砝码即可平衡盘中很重货物的道理。 【解析】【解答】（1）由甲图知，左端下沉，右端上翘。为了使它在水平位置平衡，应将左端的平衡螺母A向右调节；（2）设一个钩码重为G，杠杆上一小格为L，利用杠杆的平衡条件计算， ，解得： ，原来右边钩码在4L处，所以应将右边的钩码向右移动2格；（3）将图乙中的杠杆调节水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时增加一个相同的钩码， ，即右边的力和力臂的乘积大于左边的力和力臂的乘积，杠杆沿顺时针方向转动。（4）由图丙知：案秤是一个不等臂天平，砝码的动力臂要远大于物体的阻力臂，根据杠杆的平衡条件 可知，用几个质量较小的砝码就能称出质量较大的货物。【分析】探究杠杆平衡条件时，利用水平的杠杆便于读出力臂的大小，当动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂时，杠杆平衡。29.【答案】（1）解：将细线系在硬棒的中间，将书包和瓶装水分别挂在硬棒两端，调节细绳的位置，使硬棒在水平位置平衡。测出细线位置到瓶装水的距离为 到书包的距离为 （2）解：表达式m kg 【解析】【分析】利用已知物体的质量，结合杠杆上力臂的大小，可以测量未知物体的质量的大小。30.【答案】（1）是；右（2）便于直接从杠杆上读出力臂的大小（3）1.5（4）可以；避免实验结论的偶然性，便于得出普遍性规律 【解析】【解答】 (1)杠杆左端下沉,应将杠杆重心向右移,所以应将两端的平衡螺母(左端和右端的均可)向右调节；实验时杠杆在水平位置平衡，力臂正好在杠杆上，故其目的是为了便于直接从杠杆上读出力臂的大小；(2)图乙中弹簧测力计斜向右拉杠杆，拉力的方向与杠杆不垂直，其力臂不在杠杆上，而丙图中拉力的方向与杠杆垂直，其力臂正好在杠杆上，便于直接从杠杆上读出力臂的大小，所以小红同学的实验更合理；（3）图丁中弹簧测力计的分度值为0.1N,其示数为1.5N；（4）在“探究杠杆平衡条件”实验时，我们可以同时改变多个量，进行多次实验，其目的是：避免实验次数过少，使实验结论具有普遍性。【分析】探究杠杆平衡条件时，首先将杠杆调成水平平衡，方便读取力臂大小，当杠杆两端的钩码数和力臂长度乘积相同时，杠杆平衡，当拉力的方向改变时，力臂改变，力的大小改变，探究规律时要多次实验结论才具有普遍性。
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