2020八年級物理下冊 第十二章 簡單機械 12.1 杠桿精講精練（含解析）（新版）新人教版

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1、專題12.1 杠桿 課前預(yù)習(xí) 1.一根在力的作用下能繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒,叫做_杠桿_。一根硬棒能成為杠桿要具備兩個條件：有力的作用；能繞某固定點轉(zhuǎn)動。兩個條件缺一不可，杠桿的形狀可以是直的，也可以是彎的，但必須是硬的，支點可以在杠桿的一端，也可以在杠桿上的其它位置處。2.杠桿的五要素（1）杠桿繞著固定轉(zhuǎn)動的點，稱為_支點_,用字母“O”表示。（2）促使杠桿轉(zhuǎn)動的力，叫做_動力_,常用字母“F1”表示。（3）阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，叫做_阻力_,常用字母“F2”表示。（4）動力臂：支點到動力作用線的距離，叫做_動力臂_,常用字母“L1”表示。（5）阻力臂：支點到阻力作用線的距離，叫做_阻力臂_,常用字

2、母“L2”表示。3.杠桿分類 物理量杠 桿力 臂力特點應(yīng)用舉例_省力_杠桿L1L2F1F2省力費距離撬棒_費力_杠桿L1L2F1 F2費力省距離船槳_等臂_杠桿L1=L2F1 = F2不省力也不費距離天平4.杠桿的平衡條件（1）杠桿的平衡是指杠桿靜止不動或_勻速_轉(zhuǎn)動。（2）杠桿的平衡條件：動力動力臂=阻力阻力臂，即數(shù)學(xué)表達式為_ F1L1= F2L2 _。（3）從杠桿的平衡可知，力和力臂的大小成反比，即力臂越長，力就越_小_；力臂越短，力就越_大_。計算時，單位要統(tǒng)一，即動力和阻力的單位要統(tǒng)一，動力臂和阻力臂的單位也要統(tǒng)一。知識點解讀與例題突破知識點1：杠桿1.杠桿：在力的作用下能繞著固定點

3、轉(zhuǎn)動的硬棒就是杠桿。2.杠桿的五要素：支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點（O）；動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力（F1）；阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力（F2）；動力臂：從支點到動力作用線的距離（L1）； 阻力臂：從支點到阻力作用線的距離（L2）。3.力臂的畫法：找出支點，畫出力的作用線，過支點作力的作用線的垂線。用大括號把垂線段括起來，并標上力臂的符號?！纠}1】（2019山東威海）如圖是一種活塞式抽水機的示意圖。其中手柄AOB是一個杠桿，杠桿在動力F1的作用下繞O點勻速轉(zhuǎn)動，請在圖中畫出杠桿在B點受到阻力的示意圖和F1的力臂?！敬鸢浮咳鐖D所示：【解析】由圖知，此時向上提起杠桿的左端，杠桿會繞O點順時針轉(zhuǎn)動，則B點會受

4、到下面連桿向上的支持力，即阻力的方向豎直向上，過B點作豎直向上的阻力F2；反向延長力F1畫出力的作用線，過支點O作動力作用線的垂線段，即動力臂L1知識點2：杠桿的平衡條件1.杠桿的平衡：當(dāng)有兩個力或幾個力作用在杠桿上時，杠桿能保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動 ，則我們說杠桿平衡。2.杠桿平衡的條件：動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂，即公式：F1L1=F2L2【例題2】（2019四川南充）如圖，用一個始終水平向右的力F，把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至水平的過程中，力F的大小將（）A變大B不變C變小D不能確定【答案】A【解析】從支點向力的作用線作垂線，垂線段的長度即力臂。根據(jù)杠桿平衡條件F1L1F2L2分析，力F

5、始終水平向右，即動力臂不斷變小，把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至水平的過程中，阻力不變，阻力力臂變大，所以動力變大。如圖，用一個始終水平向右的力F，把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至水平的過程中，阻力的大小不變（等于物重G），阻力臂變大，動力臂不斷變小，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1F2L2可知，動力將變大。【例題3】（2019湖北荊州）小華在做“探究杠桿平衡條件”實驗的裝置如圖，杠桿上相鄰刻線間的距離相等。（1）杠桿在如圖甲的位置靜止時 （選填“是”或“不是”）處于杠桿平衡狀態(tài)的。（2）為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向 （選填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)。（3）如圖乙，杠桿在水平位置平衡后，在A點掛兩個鉤碼

6、，每個鉤碼重0.5N，在B點豎直向下拉彈簧測力計，仍使杠桿水平位置平衡，此時彈簧測力計的示數(shù)應(yīng)為 N當(dāng)彈簧測力計改為斜拉時，再次使杠桿水平位置平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將 。（選填“變大”、“變小”或“不變”）（4）小華改變鉤碼的個數(shù)和位置進行了多次實驗，其目的是 ?！敬鸢浮浚?）是；（2）右； （3）1.5；變大；（4）使實驗結(jié)論更具有普遍性，避免實驗結(jié)論的偶然性。【解析】（1）杠桿的平衡狀態(tài)是指杠桿處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)，圖甲中杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，因而杠桿處于平衡狀態(tài)；（2）圖甲知，杠桿不在水平位置，左端向下傾斜，說明杠桿的重心在左端，平衡螺母應(yīng)向較高的右端調(diào)節(jié)；（3）每個鉤碼重0.5N，由圖

7、可知OB：OA2：3，根據(jù)杠桿的平衡條件可得，F(xiàn)OB2GOA，測力計的示數(shù)：F1.5N；斜向下拉時，阻力和阻力臂一定，動力臂變小，動力變大，所以，測力計的示數(shù)將大于1.5N；（4）本實驗中進行多次測量的目的是：使實驗結(jié)論更具有普遍性，避免實驗結(jié)論的偶然性。知識點3：生活中的杠桿（分類）1.省力杠桿：動力臂大于阻力臂的杠桿，省力但費距離。2.費力杠桿：動力臂小于阻力臂的杠桿，費力但省距離。3.等臂杠桿：動力臂等于阻力臂的杠桿，既不省力也不費力?！纠}4】（2019山東臨沂）各式各樣的剪刀都是一對對杠桿。下列剪刀，最適合剪開較硬物體的是（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】由圖可知選項A、

8、C、D中的剪刀動力臂都小于阻力臂，都是費力杠桿，不能省力，所以選項A、C、都不正確。 由圖可知選項B中的剪刀動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，能更容易地剪開較硬的物體，所以選項B正確。 習(xí)題精練一、選擇題1如圖所示的四種情景中，所使用的杠桿為省力杠桿的是（）A用餐工具筷子B茶道中使用的鑷子C用起子起瓶蓋D托盤天平【答案】C【解析】結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗分析動力臂和阻力臂的大小關(guān)系，當(dāng)動力臂大于阻力臂時，是省力杠桿；當(dāng)動力臂小于阻力臂時，是費力杠桿；當(dāng)動力臂等于阻力臂時，是等臂杠桿A筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；B鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；C起子在使用過程中，動力

9、臂大于阻力臂，是省力杠桿；D托盤天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿2.（2019陜西?。┫聢D所示的簡單機械一定省力的是（） A.撬石頭用的木棒 B.劃賽艇用的船槳C.理發(fā)用的剪刀 D.升旗用的定滑輪【答案】A【解析】A用木棒撬石頭時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿； B用船槳劃水時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿； C用圖示剪刀理發(fā)時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿； D定滑輪實質(zhì)是一等臂杠桿，不能省力，但可以改變力的方向。 3.如圖甲是吊車起吊貸物的結(jié)構(gòu)示意圖，伸縮撐桿為圓弧狀，工作時它對吊臂的支持力始終與吊臂垂直，使吊臂繞O點緩慢轉(zhuǎn)動，從而將貨物提起圖乙杠桿受力及其力臂圖示。下列說法

10、正確的是（） A吊臂是一省力杠桿，但要費距離B吊臂是一個費力杠桿，但可以省功C勻速頂起吊臂的過程中，伸縮撐桿支持力的力臂變小D勻速頂起吊臂的過程中，伸縮撐桿支持力漸漸變小【答案】D 【解析】根據(jù)杠桿平衡條件，F(xiàn)1l1=F2l2，根據(jù)動力臂和阻力臂的關(guān)系分析是省力杠桿、等臂杠桿、費力杠桿根據(jù)勻速吊起貨物時，阻力不變，阻力臂變化，動力臂不變，再次利用杠桿平衡條件進行判斷支持力的大小變化A如圖畫出動力臂和阻力臂，動力臂L1小于阻力臂L2，根據(jù)杠桿平衡條件，動力大于阻力，吊臂是費力杠桿故A錯誤；B吊臂是費力杠桿，費力但可以省距離，但不省功，故B錯；由題知，吊車工作時它對吊臂的支持力始終與吊臂垂直，動力

11、臂不變，阻力不變，阻力臂減小，根據(jù)F1l1=F2l2可知動力減小，所以伸縮撐桿的支持力逐漸變小故C錯、D正確點評：正確確定動力、動力臂、阻力、阻力臂是解決本題的關(guān)鍵，吊車吊起貨物時，確定變化量和不變量，根據(jù)杠桿平衡條件解決問題4（2019湖南郴州）材料相同的甲、乙兩個物體分別掛在杠桿A、B兩端，O為支點（OAOB），如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)。如果將甲、乙物體（不溶于水）浸沒于水中，杠桿將會（）AA 端下沉BB 端下沉C仍保持平衡D無法確定【答案】C【解析】由題知，甲、乙兩物體的密度相同，OAOB，即甲的力臂要小于乙的力臂；根據(jù)杠桿的平衡條件可知，G甲L甲G甲L乙，即：gV甲L甲gV乙L乙，所

12、以：V甲L甲V乙L乙，如果將甲、乙物體（不溶于水）浸沒于水中，此時甲乙都要受到浮力的作用，根據(jù)阿基米德原理可知甲乙受到的浮力分別為：F浮甲水gV甲，F(xiàn)浮乙水gV乙，此時左邊拉力與力臂的乘積為：（G甲水gV甲）L甲G甲L甲水gV甲L甲此時右邊拉力與力臂的乘積為：（G乙水gV乙）L乙G乙L乙水gV乙L乙由于V甲L甲V乙L乙，所以：水gV甲L甲水gV乙L乙，則由兩式可知，此時左右兩邊拉力與力臂的乘積相同，故杠桿仍然會保持平衡。5（2019四川達州）如圖所示，輕質(zhì)杠桿AB可繞O點轉(zhuǎn)動，當(dāng)物體C浸沒在水中時杠桿恰好水平靜止，A、B兩端的繩子均不可伸長且處于張緊狀態(tài)。已知C是體積為1dm3、重為80N的實

13、心物體，D是邊長為20cm、質(zhì)量為20kg的正方體，OA：OB2：1，圓柱形容器的底面積為400cm2（g10N/kg），則下列結(jié)果不正確的是（）A物體C的密度為8103kg/m3B杠桿A端受到細線的拉力為70NC物體D對地面的壓強為1.5103PaD物體C浸沒在水中前后，水對容器底的壓強增大了2103Pa【答案】D【解析】A物體C的質(zhì)量：mC8kg；物體C的密度：C8103kg/m3，故A正確；B物體C排開水的體積：V排VC1103m3，受到的浮力：F浮水gV排1103kg/m310N/kg1103m310N；杠桿A端受到的拉力：FAGCF浮80N10N70N，故B正確；C由杠桿平衡條件F1

14、L1F2L2 得：FAOAFBOB，則杠桿B端受到細線的拉力：FBFA70N140N，由于力的作用是相互的，杠桿B端對D的拉力：F拉FB140N，D對地面的壓力：F壓GDFBmDgF拉20kg10N/kg140N60N，D對地面的壓強：p1.5103Pa，故C正確；D、物體C浸沒在水中前后，水的深度變化：h2.5cm0.025m，水對容器底的壓強增大值：p水gh1103kg/m310N/kg0.025m2.5102Pa，故D錯。二、填空題6（2019湖北宜昌）如圖所示，賽艇的船槳是一種杠桿，劃船時它是一支 力杠桿，手移動的距離 （選填：大于、小于）槳在水中移動的距離。 【答案】費；小于?！窘馕?/p>

15、】根據(jù)杠桿的結(jié)構(gòu)特點以及杠桿分類的方法可判斷其類型。由槳的結(jié)構(gòu)可知，賽艇的船槳在使用時動力臂小于阻力臂，為費力杠桿；費了力，省了距離，劃船時手只要移動較小的距離就能使槳在水中移動較大的距離。7（2019福建?。┤鐖D是我國古代勞動人民在工地上運送巨木的情景。架在支架上的橫桿屬于 杠桿（選填“省力”“費力”或“等臂”）；支架下面墊有面積較大的石塊，是為了 對地面的壓強（選填“增大”或“減小”）?！敬鸢浮渴×?；減小?！窘馕觥坑蓤D知，架在支架上的橫桿在使用過程中，動力臂大于力臂，是省力杠桿；支架下面墊有面積較大的石塊，是在壓力一定時，通過增大受力面積來減小對地面的壓強。8.（2019安徽?。┤鐖D，一輕

16、桿AB懸于O點，其左端掛一重物，右端施加一個與水平方向成30的力F，此時輕桿水平平衡。若重物質(zhì)量m3kg，BO3AO，g取10N/kg。則力F的大小為_N。 【答案】 20 【解析】【解答】解：反向延長力F的作用線，過支點O作力F作用線的垂線即為F的力臂L1 ， 因為右端施加一個與水平方向成30的力F，則由幾何知識可知L1OB/2，已知BO3AO，重物質(zhì)量m3kg，則物體重力Gmg3kg10N/kg30N，由杠桿平衡條件得：GL2FL1 ， 即GOAFOB/2，代入數(shù)據(jù)可得，30NOAF3OA/2，解得F20N。9（2019山東泰安）一位泰山挑山工用一根長1.8m的扁擔(dān)挑起貨物，如圖為扁擔(dān)示意

17、圖，若在扁擔(dān)的A端掛200N的物體，B端掛300N的物體，挑起重物時使扁擔(dān)水平平衡，則挑山工肩膀需頂在距A端 m遠的位置（不計扁擔(dān)的重力）?！敬鸢浮?.08【解析】設(shè)支點為O，由圖可知，肩到扁擔(dān)左端的距離為OA，則肩到右端距離為OB1.8mOA，扁擔(dān)平衡，由杠桿的平衡條件可得：G1OAG2OB，代入數(shù)據(jù)：200NOA300N（1.8mOA），解得：OA1.08 m10如圖所示，一根粗細均勻的硬棒AB被懸掛起來，已知AB=8AO，當(dāng)在A處懸掛120N的重物G時，杠桿恰好平衡，杠杠自身的重力為N，若在C處鋸掉BC，留下AC杠杠，支點O不變，則需要在A端 （選填“增加”或“減少”）重物，才能使杠杠仍

18、保持水平平衡【答案】40；減少【解析】因為杠桿為粗細均勻的硬棒，所以杠桿AB的重心在杠桿的中心，力臂為杠桿AB的八分之三；由杠桿平衡的條件可得：G杠桿AB=GOA；已知AB=8AO，則G杠桿AB=GABG杠桿=G=120N=40N；當(dāng)鋸掉BC后，杠桿重力變?yōu)樵瓉淼模Ρ圩優(yōu)锳B；由由杠桿平衡的條件可得： G杠桿AB=GAOA；40NAB=GAAB GA=40N=60N120N；因此需要在A端減少物重11小明用一把縫衣剪刀剪布，如圖所示，他為了省距離應(yīng)將布放在剪刀的 處，為了省力應(yīng)將布放在剪刀的 處（填A(yù)或B）【答案】A；B【解析】根據(jù)杠桿平衡條件，當(dāng)阻力和動力臂一定時，阻力臂越短，越省力；圖中

19、的剪刀將布放在剪刀的A處，使動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，但省距離；圖中剪刀在使用過程中，在同樣的情況下，往剪刀轉(zhuǎn)動軸靠近，減小了阻力臂，由F1L1=F2L2可知：阻力臂L2越小，越省力，故應(yīng)放在B處。12如圖所示，一位母親推著嬰兒車行走，當(dāng)前輪遇到障礙物時，母親向下按扶把，若把嬰兒車視為杠桿，這時杠桿的支點是 ；當(dāng)后輪遇到障礙物時，母親向上抬起扶把，這時嬰兒車可視為 杠桿（填“省力”或“費力”）【答案】后輪；省力【解析】杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點叫支點；判斷嬰兒車屬于哪種類型的杠桿，只要知道動力臂和阻力臂的大小關(guān)系即可當(dāng)前輪遇到障礙物時向下按扶把時，嬰兒車繞后輪轉(zhuǎn)動，所以后輪是支點；當(dāng)后輪遇到障礙

20、物時向上抬起扶把，嬰兒車繞前輪轉(zhuǎn)動，所以前輪是支點，這時動力臂大于阻力臂是省力杠桿。三、作圖題13（2019四川達州）輕質(zhì)杠桿OABC能夠繞O點轉(zhuǎn)動，已知OABC20cm，AB30cm，在B點用細線懸掛重為100N的物體G，為了使杠桿在如圖所示的位置平衡，請在杠桿上作出所施加最小動力的圖示（不要求寫出計算過程）?！敬鸢浮咳鐖D所示：【解析】根據(jù)杠桿的平衡條件，要使力最小，則動力臂應(yīng)最長，即連接OC為最長的力臂，力的方向與OC垂直且向上，根據(jù)勾股定理和全等三角形定理可得，動力臂OC50cm，故根據(jù)杠桿平衡條件可得：F1OCGOA，代入數(shù)值可得：F150cm100N20cm，解得F140N，選取標度

21、為20N，過C點作出最小動力，使線段長度為標度的2倍。14.如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖，O為支點，畫F1、F2的力臂L1和L2?！敬鸢浮咳鐖D所示：【解析】此題主要考查了有關(guān)力臂的畫法，首先要掌握力臂的畫法，確定支點，從支點向力的作用線引垂線。垂線段的長度即為力臂。要解決此題，需要掌握力臂的概念，知道力臂是指從支點到力的作用線的距離。已知支點O，從支點向F1的作用線做垂線，垂線段的長度即為動力臂L1；從支點向阻力F2作用線引垂線，垂線段的長度即為阻力臂L2如圖所示。15.試畫出力F1、F2的力臂?！敬鸢浮咳鐖D所示：【解析】本題考查杠桿五要素中動力臂和阻力臂的畫法。畫力臂時必須注意力臂是“支點到

22、力的作用線的距離”，而不是“支點到力的作用點的距離”。力的作用線是通過力的作用點并沿力的方向所畫的直線。答案：從支點向F1、F2的作用線引垂線，垂線段的長度即為力臂l1、l2。16.如圖所示，杠桿OA在動力F1作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，請你畫出阻力F2及阻力臂L2.【答案】如圖所示：【解析】重點是杠桿上的力和力臂的畫法，注意阻力F2，千萬不要畫成物體的重力，阻力和重力是兩碼事，阻力是物體對杠桿的拉力，所以方向和大小與物體重力相同，但作用點不同。如圖，阻力為由于物體的重而產(chǎn)生的拉力，所以從B點豎直向下畫出F2；力臂為支點到力的作用線的距離，所以從O點向F2作垂線，垂線段即為力臂L2。17.如圖所示，輕

23、質(zhì)杠桿OA能繞O點轉(zhuǎn)動，請在杠桿中的A端畫出使輕質(zhì)杠桿保持平衡的最小的力F的示意圖（要求保留作圖痕跡）?！敬鸢浮咳鐖D所示：【解析】此題是求杠桿最小力的問題，已知點O是動力作用點，那么只需找出最長動力臂即可，可根據(jù)這個思路進行求解。O為支點，所以力作用在杠桿的最右端A點，并且力臂是OA時，力臂最長，此時的力最小。確定出力臂然后做力臂的垂線即為力F四、實驗探究題18.（2019江蘇蘇州）利用杠桿開展相關(guān)實驗探究：（1）安裝好杠桿，將其放到水平位置后松手，發(fā)現(xiàn)杠桿沿順時針方向轉(zhuǎn)動，如圖甲所示。則應(yīng)將平衡螺母向_（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，直到杠杄在水平位置平衡； （2）如圖乙所示，在A點掛3個重力均

24、為0.5N的鉤碼，在B點用彈簧測力計豎直向下拉杠桿，使其在水平位置平衡，彈簧測力計的示數(shù)為_N；若在第（1）小題所描述的情形中未調(diào)節(jié)平衡螺母而直接開展上述實驗，彈簧測力計的示數(shù)會_（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；（3）始終豎直向下拉彈簧測力計，使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度，如圖丙所示。此過程中，彈簧測力計拉力的力臂_（選填“變大”、“變小”或“不變”，下同），拉力的大小_?！敬鸢浮孔?2.0 偏小 變小 不變【解析】利用杠桿開展相關(guān)實驗探究：（1）安裝好杠桿，將其放到水平位置后松手，發(fā)現(xiàn)杠桿沿順時針方向轉(zhuǎn)動，左端上翹，如圖甲所示。則應(yīng)將平衡螺母向左調(diào)節(jié)，直到杠杄在水平位置平衡；（2）

25、由圖可知，根據(jù)杠桿平衡條件得：FALA=FBLB，30.5N4L=FB3L，所以FB=2.0N；若在第（1）小題所描述的情形中未調(diào)節(jié)平衡螺母而直接開展上述實驗，由于左側(cè)已經(jīng)存在杠桿的力與力臂的乘積，故彈簧測力計的示數(shù)會偏?。唬?）圖丙使杠桿由水平位置時，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2得，G4L=F23L，則F2=G；當(dāng)轉(zhuǎn)動到圖中位置時，設(shè)杠桿與水平位置的夾角為，物體的力臂、彈簧測力計拉力的力臂均變??；則根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2得，G4Lcos=F23Lcos，則：F2=G；所以，在此過程中拉力F的大小不變。19.小明在“研究杠桿平衡條件”的實驗中所用的實驗器材有，刻度均勻的杠桿，

26、支架，彈簧測力計，刻度尺，細線和質(zhì)量相同的0.5N重的鉤碼若干個。（1）如圖A所示，實驗前，杠桿左側(cè)下沉，則應(yīng)將左端的平衡螺母向 （選填“左”或”右”）調(diào)節(jié)，直到杠桿在 位置平衡，目的是便于測量 ，支點在杠桿的中點是為了消除杠桿 對平衡的影響。（2）小明同學(xué)所在實驗小組完成某次操作后，實驗象如圖B所示，他們記錄的數(shù)據(jù)為動力F1=1.5N，動力臂L1=0.1m，阻力F2=1N，則阻力臂L2= m。（3）甲同學(xué)測出了一組數(shù)據(jù)后就得出了”動力動力臂=阻力阻力臂”的結(jié)論，乙同學(xué)認為他的做法不合理，理由是 。（4）丙同學(xué)通過對數(shù)據(jù)分析后得出的結(jié)論是：動力支點到動力作用點的距離=阻力支點到阻力作用點的距離

27、，與小組同學(xué)交流后，乙同學(xué)為了證明丙同學(xué)的結(jié)論是錯誤的，他做了如圖C的實驗，此實驗 （選填“能”或”不能”）說明該結(jié)論是錯誤的，圖C實驗中，已知杠桿上每個小格長度為5cm，每個鉤碼重0.5N，當(dāng)彈簧測力計在A點斜向上拉（與水平方向成30角）杠桿，使杠桿在水平位置平衡時，動力動力臂 （選填“等于”或“不等于”）阻力阻力臂”。【答案】（1）右；水平；力臂；自重；（2）0.15；（3）一組實驗數(shù)據(jù)太少，具有偶然性，不便找出普遍規(guī)律；（4）能；等于。【解析】（1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，杠桿右端偏高，左端的平衡螺母應(yīng)向上翹的右端移動，使杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，便于測量力臂大小，同時消除杠桿自

28、重對杠桿平衡的影響；（2）杠桿平衡條件為：F1L1=F2L2。由杠桿平衡條件得：1.5N0.1m=1NL2，得：L2=0.15m；（3）只有一次實驗得出杠桿平衡的條件是：動力動力臂=阻力阻力臂。這種結(jié)論很具有偶然性，不合理。要進行多次實驗，總結(jié)杠桿平衡條件。（4）丙同學(xué)通過對數(shù)據(jù)分析后得出的結(jié)論是：動力支點到動力作用點的距離=阻力支點到阻力作用點的距離，與小組同學(xué)交流后，乙同學(xué)為了證明丙同學(xué)的結(jié)論是錯誤的，他做了如圖C的實驗，此實驗?zāi)艿玫健皠恿χc到動力作用點的距離=阻力支點到阻力作用點的距離”，這個結(jié)論是不正確的；當(dāng)動力臂不等于支點到動力作用點的距離時，看實驗結(jié)論是否成立，所以利用圖C進行驗

29、證；杠桿平衡條件為：F1L1=F2L2。由杠桿平衡條件得：40.5N35cm=3N45cm，左右相等，杠桿在水平位置平衡時，動力動力臂 等于阻力阻力臂”。五、計算題20.如圖所示，質(zhì)量為70kg，邊長為20cm的正方體物塊A置于水平地面上，通過繩系于輕質(zhì)杠桿BOC的B端，杠桿可繞O點轉(zhuǎn)動，且BC=3BO。在C端用F=150N的力豎直向下拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡，且繩被拉直：（繩重不計，g取10Nkg）求：（1）物體A的重力G；（2）繩對杠桿B端的拉力F拉；（3）此時物體A對地面的壓強p?！敬鸢浮浚?）700N（2）300N（3）10000Pa【解析】本題考查重力公式應(yīng)用、杠桿平衡條件應(yīng)用、

30、壓強公式應(yīng)用。本題關(guān)鍵是由力的平衡條件方程F拉BOFOC，注意BC=3BO F=150N 求出繩對杠桿B端的拉力F拉。本題難點是物體A對地面的壓力的求解。這里要知道放在地面的靜止的物體，其受到向上的力之和等于其重力，即F+N=G,意思是物體A受到繩向上的拉力F加上地面對物體A相上的支持力N等于物體A的重力。這里F=F拉-N=F壓-N求出來，物體A對地面壓力F壓可求，根據(jù)壓強公式順利求解物體A對地面的壓強p。（1）物體A的重力G根據(jù)公式G=mg很容易求得。G=mg=70kg10Nkg=700N（2）由杠桿平衡條件有：F拉BOFOC，可求出繩對杠桿B端的拉力F拉（3）由力的平衡條件，物體A對地面的

31、壓力為：F壓GF拉700N300N400NA對地面的壓強：P= F壓/S=400/（0.20.2）Pa=10000Pa21（2019湖南長沙）在科技節(jié)，小海用傳感器設(shè)計了如圖甲所示的力學(xué)裝置，杠桿OAB始終在水平位置保持平衡，O為杠桿的支點，OB3OA，豎直細桿a的上端通過力傳感器連在天花板上，下端連在杠桿的A點，豎直細桿b的兩端分別與杠桿和物體M固定，水箱的質(zhì)量為0.8kg，不計杠桿、細桿及連接處的重力。當(dāng)圖甲所示的水箱中裝滿水時，水的質(zhì)量為3kg。力傳感器可以顯示出細桿a的上端受到作用力的大小，圖乙是力傳感器的示數(shù)大小隨水箱中水的質(zhì)量變化的圖象，（取g10N/kg）（1）圖甲所示的水箱裝滿

32、水時，水受到的重力為 N；（2）物體M的質(zhì)量為 kg；（3）當(dāng)向水箱中加入質(zhì)量為1.1kg的水時，力傳感器的示數(shù)大小為F，水箱對水平面的壓強為p1；繼續(xù)向水箱中加水，當(dāng)力傳感器的示數(shù)大小變?yōu)?F時，水箱對水平面的壓強為p2，則p1：p2 ?！敬鸢浮浚?）30；（2）0.2；（3）2：3?！窘馕觥浚?）當(dāng)圖甲所示的水箱中裝滿水時，水的質(zhì)量為3kg，則水受到的重力：G水m水g3kg10N/kg30N；（2）由圖乙可知，水箱中沒有水時（m0），壓力傳感器受到的拉力F06N，由杠桿的平衡條件F1L1F2L2可得，F(xiàn)0OAGMOB，則GMF06N2N，物體M的質(zhì)量：mM0.2kg；（3）設(shè)M的底面積為S

33、，壓力傳感器示數(shù)為0時M浸入水中的深度為h1，M的高度為h，當(dāng)壓力傳感器的壓力為零時，M受到的浮力等于M的重力2N，由阿基米德原理可得：水gSh12N由圖乙可知，當(dāng)M完全浸沒時，壓力傳感器的示數(shù)為24N，由杠桿的平衡條件可得，F(xiàn)AOAFBOB，則FBFA24N8N，對M受力分析可知，受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和桿的作用力，則此時M受到的浮力F浮GM+FB2N+8N10N，由阿基米德原理可得水gSh10N由可得：h5h1，由圖乙可知，加水1kg時水面達到M的下表面（此時浮力為0），加水2kg時M剛好浸沒（此時浮力為10N），該過程中增加水的質(zhì)量為1kg，浮力增大了10N，所以，每加0.1

34、kg水，物體M受到的浮力增加1N，當(dāng)向水箱中加入質(zhì)量為1.1kg的水時，受到的浮力為1N，B點受到的向上的力FBGMF浮2N1N1N，由杠桿的平衡條件可得FFB31N3N，當(dāng)力傳感器的示數(shù)大小變?yōu)?F時，B點受到的向下的力FB4F43N4N，此時M受到的浮力F浮GM+FB2N+4N6N，再次注入水的質(zhì)量m水1kg0.1kg0.5kg，當(dāng)向水箱中加入質(zhì)量為1.1kg的水時，水箱對水平面的壓力：F1（m水箱+m水+mM）gFB（0.8kg+1.1kg+0.2kg）10N/kg1N20N，繼續(xù)向水箱中加水，當(dāng)力傳感器的示數(shù)大小變?yōu)?F時，水箱對水平面的壓力：F2（m水箱+m水+mM+m水）g+FB（0.8kg+1.1kg+0.2kg+0.5kg）10N/kg+4N30N，所以，兩種情況下水箱對水平面的壓強之比為：。19