2023年中考物理一轮复习28杠杆（知识点复习、例题讲解、过关练习）（解析版）.pdf

专题2 8杠杆【考 点 分 析】章节考点考试题型难易度简单机械杠杆选择题、填空题、作图题杠杆的平衡选择题、填空题、计算题 杠杆的分类：省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆选择题、填空题【知 识 点 总 结+例 题 讲 解】一、杠杆：1.定义:一根硬棒，在力的作用下能绕着固 定 点 转动,这根硬棒就叫杠杆。（1）“硬棒”不一定是棒，泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体；（2）杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。2.杠杆的五要素：（1）支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“0”表示。它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固定的。p（2）动力：使杠杆转动的力，用“F J 表示；（3）阻力：阻碍杠杆转动的力，用“”表示；（4）动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“L”表示；（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“1 2 ”表示。3 .注意：（1）无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力；（2）力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线通过支点的，其力臂为零，对杠杆的转动不起作用。4.杠杆作图：（1）力臂：根据题意先确定支点0；确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长；从支点向力的作用线画垂线，并用匕和L分别表示动力臂和阻力臂。（2）杠杆作图：最小力：连接该点与支点0；在该点做这条连接线的垂线；根据杠杆平衡，确定力的方向，标上力的符号。【例 题1 1如图所示，使用起子向上用力打开瓶盖时，起子可视为杠杆，这时杠杆的支点是（）A.A 点 B.B 点-C.C 点 D.D 点-一D【答案】A/TTr【解析】杠杆绕着转动的固定点叫支点。解：如图，在用起子打开瓶盖的过程中，施力方向向上，起子绕起子与瓶盖的前接触点A 转动，所以 A 点为支点。故 选:Ao【变 式 1】独竹漂是一项民间绝技，表演者站在一根楠竹上，手执一根细竹竿为“桨”，左右点水、破浪前进。如图所示，表演者右手撑住竹竿的A 点，左手在B点用力摆动竹竿使楠竹在水面滑行，若将竹竿看作杠杆，下列有关说法不正确的是（）A.A 点为杠杆的支点、B.B 点越靠近水面，表演者施加的动力越小 BC.竹竿是一个费力杠杆D.若 B点位于A 点与竹竿下端所受力的作用点的中点，则竹竿为等臂杠杆【答案】D【解析】解：A、支点：杠杆绕着转动的点，表演者右手撑住竹竿的A 点，左手在B点用力摆动竹竿使楠竹在水面滑行，竹竿绕着A 点转动，可知A 点为杠杆的支点，A 正确；B、竹竿在使用过程中，表演者施加在竹竿B点的力为动力，水对竹竿的力为阻力，阻力和阻力臂不变，B点越靠近水面，动力臂越长，由杠杆平衡条件F L=F J 2,可知表演者施加的动力越小，B正确；C、竹竿在使用过程中，表演者施加在竹竿B点的力为动力，水对竹竿的力为阻力，由图可知阻力臂大于动力臂，竹竿为费力杠杆，C 正确；D、若 B 点位于A 点与竹竿下端所受力的作用点的中点，水对竹竿的力为阻力，由图可知阻力臂大于动力牌，竹竿为费力杠杆，D 错误。故选：D.【解析】力臂是从支点到力的作用线的距离，从支点向力的作用线作垂线段即可作出力臂。解：图中0为支点，从支点0向动力R的作用线作垂线段，即为动力臂L,从支点0向阻力&的作用线作垂线段，即为阻力臂L；如图所示：【答案】见解析。Li【解析】根据力与力臂垂直的关系进行作图，即过支点作阻力作用线的垂线段，即为阻力臂；过动力臂的右端作垂直于力臂的作用力解：过 L 的右端做垂直于L 的作用力宿，其作用点在杠杆上，方向向左下方，过支点0 作垂直于七作用线的垂线段L；如图所示：【例 题 3】如图所示，杠杆可绕固定点0 转动，且自重不计，要使杠杆在图示位置平衡，请作出物块所受重力示意图和施加在A点使杠杆平衡的最小力F 及其力臂L 的示意图。1【答案】见解析。*【解析】解：重力的方向是竖直向下的，从物体的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用 G表示，即为物体所受重力的示意图；由杠杆平衡条件F L=F；L 可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在 0 点，动力作用在A点，则 0A为最长的动力臂，因此连接0 A,过 A点作垂直于0A向上的力，即为施加在A点最小力E 的示意图，如图所示：【变 式 3】图中作出动力臂和阻力。【答案】见解析。1【解析】先确定杠杆的支点，然后确定力的作用线，最后作力臂。解：图中0 是杠杆的支点，力 F 是动力，重物对杠杆竖直向下的拉力为阻力从支点0 向力的作用线作垂线，垂线段就是动力臂，如图所示：二、杠杆的平衡：L 杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。2.杠杆的平衡条件：动力X动力臂邛且力X 阻力臂，或 F r L 产 FzLz(1)杠杆静止不动的平衡属于“静平衡”；(2)杠杆如果在相等时间内转过相等的角度，即匀速转动时，也叫做杠杆的平衡，这属于“动平衡”；3.杠杆的平衡条件实验：(1)首先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。当杠杆在水平位置平衡时，力 臂 L 和 b 恰好重合，这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂示数大小了，而图甲杠杆在倾斜位置平衡，读力臂的数值就没有乙方便。由此，只有杠杆在水平位置平衡时，我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小，因此本实验要求杠杆在水平位置平衡；(2)在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母，就会破坏原有的平衡。【例 题 4】如图所示，轻质杠杆0 A可绕。点转动，0 A=0.3 m,0 B=0.2 mo A 点处挂一个质量为2 k g 的物体G,B 点处加一个竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡，则物体G的重力大小为 N,力 F大小为 N。【答案】2 0；3 0。【解析】物体的重:力G=m g=2 k g X 1 0 N/k g=2 0 N；由杠杆平衡的条件可得:F X 0 B=G X 0 A,即 F X O.2 m=2 0 N X 0.3 m,解得：F=3 0 N.故答案为：2 0；3 0.【变式4】如图所示，是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点0转动，已知A0:0 B=3：2,悬挂在A 端的桶与沙土所受的重力为2 0 0 N,悬挂在B 端的配重所受的重力为8 0 N。当杠杆AB在水平位置平衡时，加在配重下面绳端的竖直向下的拉力F是 N 目1案】2 2 0 1.配里【解析】由5 内.即：2 2 0 沥娜 华 T X 0 B；平衡条件得:GA A 0=(GB+F)-O B,已知：A。0 B=3：2；解 得:F=2 2 0 N o故答案为:2 2 0【例 题 5】如图所示，0 A 是轻质杠杆，杠杆中间悬挂有一重物G,在 A端施加一个拉力F,力 F的方向始终与杠杆0 A 垂直且向上，当将杠杆慢慢绕逆时针方向转动至水平位置的过程中，关于力F的大小的说法正确的是（）A.变大 B,不变C.变小 D.无法确定【答案】A【解析】解：根据杠杆平衡条件，动力X动力力臂=阻力X阻力力臂，在 力 F使直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置的过程中，重物的重力不变，则阻力不变，但其力臂变大，而 力 F始终与杠杆垂直，则 F的力臂不变，所以F一直在增大，故 A正确，B C D 错误。故 选:A o【变 式 5 如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于0点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中（）A.动力F逐渐变大B.动力F 逐渐变小C.动力F 一直不变D.无法确定动力F大小【答案】A【解析】解：将杠杆缓慢地由最初位置拉到图中虚线所示位置，拉 力 F始终垂直于棒，则动力臂不变；阻力为杠杆的重力，其大小不变，当硬棒在竖直位置时，重力的力臂为0,转过一定角后，重力的力臂（阻力臂）逐渐变大；因阻力（即重力）不变，阻力臂变大，动力臂不变，所以，由杠杆的平衡条件F J=F J 2 可知，动力F变大，故A正确。故选：A,三、杠杆分类：1.省力杠杆：动 力 臂 阻 力 臂 1”则平衡时&6X 1 0 审，故 B错误;S p 6xlOsPaC.甲物体恰好被细绳拉离地面时，A端受到绳子的拉力F 尸 G w=1 0 0 N,由杠杆平衡条件可得：FA*OA=FH,OB,则杠杆B 端受到的拉力F 尸FA=第3=提7 卜 k 之 x l 0 0 N=4 0 N,因杠杆B 端受到的拉力等于物体乙的重力，所以，由6=0 可得，物 体 乙 的 质 量%=E=WU=4kg,则杠杆B 端所挂物体的质量至少增加至4 k g,故 C正确；D.设甲物体恰好被细绳拉离地面时熬=k,A B由杠杆的平衡条件可得:F j O A=F O B,B P 1 0 0 N X k A B=3 0 N X (A B-k A B),解得：1 G,所以此杠杆为费力杠杆。故答案为：4 5；费力。1 0.如图甲所示，一根粗细均匀的长度为0.8 m 的金属杆，可以绕0 点在竖直平面内自由转动，将一个拉力传感器竖直作用在杆上，并使杆始终在水平位置平衡，该传感器显示的拉力F与其作用点到 0 点的距离L,变化的关系图像如图乙所示，则金属杆的重力为 N,拉力F与 L的关系式【解析】解：金属杆重心在金属杆的中点上，重力的力臂为L 尸 9=x 0.8 m=0.4 m,取图像上的一点F=2 0N,L2=0.2 m,根据杠杆的平衡条件：G L,=F L2)金属杆的重力：G=警篝=1 0N;L 0.4m根据图像可知，F与 L 成反比，即 F、L的乘积为一定值，即 F X L=2 0N X 0.2 m=4 Nm,因此拉力F与L大小的数学关系式：F=暇。故答案为：1 0;二 等。1 1.小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中：(1)小明发现杠杆左端低右端高，要使它在水平位置平衡603丙 丁,应将杠杆右端的平衡螺母向调节。Ac小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是(2)小明用弹簧测力计在B点 拉(如 图 甲)，才可以在杠杆上直接读出动力臂。（3）如图乙所示，某同学不改变拉力方向把杠杆由图乙的位置缓慢拉到图丙的位置时，弹簧秤的示数将。（填“变大”、“变小”或“不变”，设杠杆质地均匀，支点恰好在杠杆的中心，并且不计支点处摩擦）（4）小明继续研究杠杆的机械效率，他们用轻绳悬挂杠杆一端的0 点作为支点，在 B点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在 A点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计测拉力F,装置如图丁所示，使杠杆缓慢匀速上升，用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为X、儿；贝於杠杆机械效率的表达式为n=o （用测量的物理量符号表示）若只将测力计的悬挂点由A移至 C 点，0、B 位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则 杠 杆 的 机 械 效 率 将 （选 填”变大”、“变小”或“不变”）。【答案】（1）右；一是避免杠杆重力对杠杆转动的影响，二是便于测量力臂的长度；（2）竖宜向下；（3）不变；（4）黑 X 1 00%；不变。【解析】解：（1）杠杆右端低左端高，则重心应向右移动，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向左端调节；使杠杆在水平位置平衡的目的有两个：一是避免杠杆重力对杠杆转动的影响：二是便于测量力臂的长度；（2）如图甲，根据力与力臂的关系，小明用弹簧测力计在B点竖直向下拉时，才可以在杠杆上直接读出动力臂；（3）做实验时，如图丙所示的杠杆已达到平衡。当杠杆由图乙的位置变成图丙的位置时，其动力臂、阻力臂的比值是不变的，所以在阻力不变的情况下，动力是不变的。（4）有用功为山尸C h i,总功W ,=Fh”则机械效率的表达式n =等 x l 0 0%=警 X 1 0 0%。w 总杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重做额外功，设杠杆重心升高的距离为h,所以，Gh1+Gt th=Fh2,G 不变，一不 变,G 杠 不变,若只将测力计的悬挂点由A移至C点，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度不变，杠杆升高的距离h不变，所以Gh i+G朴 h不变，所以Fh?也不变。根据n =饕 x i o o%,分母不变，分子不变，所以n 不变。Fhi故答案为：（1）右；一是避免杠杆重力对杠杆转动的影响，二是便于测量力臂的长度；（2）竖直向下；（3）不变；（4）需 X 1 0 0 版 不 变。1 2.如图所示，花岗岩石块甲、乙体积之比为1 2：3,将它们分别挂在轻质硬棒A B 的两端，当把石块甲浸没在水中时，硬棒恰能水平位置平衡。然后将甲石块从水中取出，拭干后浸没在液体丙中，调节石块乙的位置到C处时，硬棒在水平位置再次平衡，且 0 C=2 0 A.（已知花岗岩的密度P =2.6 X 1 03k g/m3）o 求：A 0cB乙(1)A O：O B；(2)液体丙的密度。【答案】(1)A O：0 B=1 3：3 2；(2)液体丙的密度是L 3 X 1 0：k g/m：。【解析】解：(1)设甲的体积为1 2 V,乙的体积为3 V.当把石块甲浸没在水中时，硬棒恰能水平位置平衡。则根据杠杆的平衡条件：(G-F 浮)A O=G 4()B即：(P g l 2 V -p ,xg l 2 V)A 0=P g 3 V O B代入数据得(2.6 X 1 0 k g/n?X g X 1 2 V-1.0 X 1 0ak g/m3 X g X 1 2 V)X 0 A=2.6 X 1 03k g/ma X g X 3 V X O B 由得 A O：0 B=1 3：3 2；(2)将甲浸没在液体丙中，硬棒在水平位置再次平衡，则根据杠杆的平衡条件得：(P g l 2 V -P g l 2 V)A 0=P g 3 V 0 C代入数据得(2.6 X 1 0 3 k g/m 3 8GL,根据杠杆平条件可知，杠杆左端会下降，故选：C.5.（2022绍兴）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠B.图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向右移动C.图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向左移动D.图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向右移动【答案】A【解析】解：由图甲可知，是在探究之前，因此应将平衡螺母向左调节，由图乙可知，是在探究过程中，应将钩码向左移动，故 A 正确。故选：Ao6.（2022滨州）司马迁在 史记中有壮丽辉煌的咸阳宫的描述。如图是我们的祖先在建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的情景。他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木,以便将其移到其它地方。以下分析不正确的是（）A.通过横杆、支架等，将巨木的一端抬起是使用了杠杆B.人越靠近横杆的右端，会更省力地抬起巨木的一端C.将巨木的一端抬起，垫上圆木是为了减小摩擦D.支架下端垫有底面积较大的石块，是为了增大支架对地面的压强【答案】D【解析】解：A、由图可知，横杆能绕横杆与支架的接触处转动，属于杠杆，故 A 正确;B、人越靠近横杆的右端，动力臂越长，会更省力地抬起巨木的一端，故 B 正确；C、巨木下面垫上圆木，滑动变滚动，是为了减小摩擦，故 C 正确：D、支架对地面的压力一定，在支架下面垫有面积较大的石块，其实质是增大接触面积，由 p=g可知,支架对地面的压强减小，故 D错误。故选：D o7.（2 0 2 2 邵阳）某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说：“看，我能提起很重的物体哦（如图）！”“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害！其实，你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”以下对于这根杠杆在提起重物的过程中分析合理的是（）肱二头肌病|A.前臂杠杆的支点0在肘关节处 耳 倒卜”B.肱二头肌给税骨的力R 是阻力 Q V颦fc,重物给前臂的力F 2 是动力 D.前臂是一根省力杠杆 F,加大P【答案】A【解析】解：（1）用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给槎骨的力品是动力，重物给前臂的力艮是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点0在肘关节处，故 A正确、B C 错误；（2）用手向上举物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一根费力杠杆，故 D错误。故选：A,8.（2 0 2 2 恩施州）如图所示，是小强参加劳动实践挑水时的场景。若扁担重1 0 N,每只桶总重均为2 0 0 N,当扁担在水平位置保持静止时，扁担受到肩的支持力约为（）A.2 1 0 NB.4 1 0 NC.2 0 0 ND.4 0 0 N【答案】B【解析】解：扁担在水平位置保持静止，桶与扁担作为一个整体分析，桶与扁担总重力大小等于扁担受到肩的支持力大小，即扁担受到肩的支持力F=2 G,+G2=2 X2 0 0 N+1 0 N=4 1 0 N,故 B正确。故选：B o9.（2 0 2 2 包头）如图所示，轻质杠杆0 B 可绕。点转动，0 A=A Bo在 A点悬挂物体，在 B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（）A.F的大小为物重的2倍 A、B.物重增加5 N,F的大小也增加5 N|）=BC.物体悬挂点右移，拉力F会增大 QD.将 F 改为沿图中虚线方向，拉力F 会减小【答案】C【解析】解：A、由图可知，0 A=A B,阻力的力臂为动力力臂的一半，根据杠杆的平衡条件F X 0 B=G X 0 A 可知，拉力F 的大小为物重的二分之一，故 A错误；B、若物重增加5 N,根据杠杆的平衡条件可知，F 的变化量为5 N x g=2.5 N,故 B 错误：C、当悬挂点右移时，动力臂、阻力不变，阻力臂变大，则动力F 将变大，故 C 正确；D、保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F 转至虚线位置时，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，故 D 错误。故选：Co1 0.（2 0 2 2 丽水）如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤，经测试发现量程偏小。下列操作能使杆秤量程变大的是（）A.将 a 点向左移B.将 b 点向右移C.换一个质量较小的秤坨D.将 a、b 点都向左移等长距离【答案】D【解析】解：A、将 a 点向左移，阻力臂增大，动力臂和动力不变，由杠杆平衡条件可知，阻力变小，称量的最大质量变小，量程变小，故 A错误；B、将 b 点向右移，阻力臂增大，动力不变，动力臂变小，由杠杆平衡条件可知，阻力变小，称量的最大质量变小，量程变小，故 B 错误；C、换一个质量较小的秤泥，阻力臂不变，动力变小，动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，阻力变小，称量的最大质量变小，量程变小，故 C 错误；D、杆秤使用时，有 G 物以=Gi L 此，将 a、b 点都向左移等长距离，L“，不变，L.变大，G 般 不变，可见 G 物 变大，则所称量物体的质量变大，量程变大，故 D 正确。故选：Do二、填 空 题（共 5小题）：1 1.（2 0 2 2 宁夏）生活中有很多小妙招，如图甲所示，用钢勺很轻松就可以打开饮料瓶盖，模型如图乙，它是以 为 支 点（选 填 A”或 B”）的省力杠杆，手在（选 填 C”或“D”）点向下压时会更省力。甲 乙【答案】B；Do【解析】解：图中用勺子打开瓶盖时，A点随瓶盖上升，B点不动，所以B点是支点；打开瓶盖时，阻力臂不变，动力臂越长越省力，所以作用在D 点会更省力。故答案为：B；D1 2.（2 0 2 2 枣庄）如图所示是生活中常见的杆秤。称量时杆秤在水平位置平衡，被测物体和秤蛇到提纽的距离分别为0.0 5 m、0.2 m,秤蛇的质量为0.1 k g,秤杆的质量忽略不计，则被测物体的质量为 k g。若秤蛇有缺损，则 杆 秤 所 测 物 体 的 质 量 会（选填“偏大”或“偏小”）。提纽【答案】0.4；偏大。【解析】解：如图，由杠杆平衡可知Gi0 A=Gz0 B,即：m i g*0 A=m2g,0 B,.*.1111=m2xOF _ 0.1kgx0.2mOA 0.05m=0.4 k g o若秤此有缺损，n h 减小，而 GLOA不变，所以0 B 要变大，杆秤所示的质量值要偏大。故答案为：0.4；偏大。1 3.（2 0 2 2 镇江）如 图 1 所示，轻质杠杆可绕0转动，A点悬挂一重为1 2 N 的物体M,B点受到电子测力计竖直向上的拉力F,杠杆水平静止，已知O A=A B=B C,则 F 为 N。保持杠杆水平静止，将 F 作用点从B移至C,此过程中F 方向保持不变，F 的力臂记为1,则 F 的大小变，F 与（力的关系图线为图2中的；将 M从 A移至B,再重复上述步骤，F 与 4）的关系图线为A点作用力的力臂为0 A,由杠杆平衡条件可得：FX 0 B=GX 0 A,解得：F=x G=x G=i G=i x l 2 N=6 N；OB 2OA 2 2（2）由题意可知，保持杠杆水平静止，将 F 作用点从B 移至C,此过程中F 方向保持不变,根据杠杆平衡条件可得：FX 1=GX O A,解得：F=G x。4 x；I,由题意可知，此过程中物体M的重力G 和力臂0 A 不变，拉力F 的力臂1 变大，则拉力F 变小；（3）将 M从 A移至B,由杠杆平衡条件可得：FX 1=GX 0 B,解得：F=G X O B x 1 I I ,由数学知识可知，I、I I 两式中拉力F与扣勺关系图线均为正比例函数，由图1 可知，O B O A,则I I 式的斜率大于I 式的斜率，因此将M从 A移至B,F 与亍的关系图线为过原点且斜率比图线大的图线。故答案为：6；小；。1 4.（2 0 2 2 百色）如图所示，轻质细杆可绕竖直墙上的0点转动，末端挂一个重为1 5 0 N 的物体，拉力F 沿水平方向，当。=4 5 时，拉力F=No若保持拉力沿水平方向，让细杆顺时针缓慢旋转到图中虚线位置，则拉力将（选 填“变大”或“变小”）。【答案】1 5 0；变大。【解析】解：如图：9=4 5 ,拉力的方向沿水平方向，阻力的方向是竖直方向，根据等腰直角三角形的知识可知，F的力臂与G的力臂是相同的，根据杠杆的平衡条件可知，动力等于阻力，所以F=1 5 0 N；若保持拉力水平方向，让杠杆顺时针缓慢旋转一个小角度到虚线位置,此时的动力臂变小，阻力臂变大，在阻力不变的情况下，根据杠杆的平衡条件可知，拉力将变大。故答案为：1 5 0；变大。1 5.（2 0 2 2 泰州）建设中的常泰大桥为斜拉索公路、铁路两用大桥，如图为小华制作的斜拉索大桥模型，她用长3 0 cm、重 5 N 的质地均匀分布的木条0 A 做桥面，立柱G I I 做桥塔。0 A 可绕0点转动，A端用细线与G H 上的B点相连，桥面0 A 实质是一种（填简单机械名称）。保持桥面水平，细线对O A 的拉力F=N；将细线一端的固定点由B点改至C点，拉力F的大小变化情况是,由此小华初步了解到大桥建造很高桥塔的好处。【解析】解：（1）由图可知，0 A 可绕。点转动，A端用细线与G H 上的B点相连，所以桥面0 A 实质是一种杠杆；（2）过支点向拉力的作用线作垂线，这条垂线段就是拉索对桥面拉力F的力臂L,如图所示：在 R t Z A 0 B 中，N A=3 0 ,则 L=1 O A=0.1 5 m 叫。根据杠杆的平衡条件，F L=G x|O A,Gx-OA 5Nx-xO.3m T 则 F=+=5N；个 将细线一端的固定点由B点改至C点，动力臂增大，阻力臂和阻力不变,4 司根据杠杆平衡条件可知，动力减小。故答案为：杠杆；5；减小。三、实验探究题（共 2小题）：1 6.（2 0 2 2 绥化）如图为“探究杠杆的平衡条件”的实验，使用的钩码规格相同。（1）挂钩码前杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆处于 状态。（选填“平衡”或“不平衡”）（2）为了使图甲中的杠杆在水平位置平衡，可以将右侧平衡螺母向 调节。（选 填“左”或“右”）（3）实验时，在已调平的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使其在水平位置重新平衡。使 杠 杆 在 水 平 位 置 平 衡 的 目 的 是。收集实验数据如表所示，经分析可得出杠杆的平衡条件：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _次数动力F i/N动力臂h/c m阻力F2/N阻力臂l2/c m11.01 5.01.51 0.021.02 0.04.05.032.01 5.03.01 0.0（4）为了进一步验证实验结论，又做了图乙所示的实验，现将弹簧测力计从a位置移动到b位置，在此过程中杠杆始终在水平位置平衡，弹 簧 测 力 计 示 数 将。（选填“变大”“不变”或“变小”）【答案】（1）平衡；（2）右：（2）便于测量力臂；动力X 动力臂=阻力X 阻力臂（RX 1产&XI?）；（4）变大。【解析】解：（1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态，所以图甲中的杠杆处于平衡状态；（2）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；（3）测量过程中使杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，所以使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂；分析表格中的数据知：1.O N X 1 5.O c m=l.5 N X 1 0.0 c m,1.0 N X2 0.0 c m=4.O N X 5.O c m,2.O N X 1 5.0 c m=3.O N X 1 0.O c m,故可得出杠杆平衡的条件是：动力X 动力臂=阻力X 阻 力 臂（RX L=F 2 X1Z）;（4）图乙中，当将弹簧测力计从a 位置逆时针移动到b 位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则拉力F将变大，这是因为，当拉力由垂直变成倾斜时，阻力、阻力臂不变，拉 力 F力臂变小，相应的力会变大，这样才能继续平衡。故答案为：（1）平衡；（2）右；（2）便于测量力臂；动力X 动力臂=阻力X 阻 力 臂（F iXL=F z X12）;（4）变大。1 7.（2 0 2 2 巴中）小明在超市买了一个哈密瓜，回到家用弹簧测力计测量其重力时，发现哈密瓜的重力超出了弹簧测力计的量程，身边又找不到其它合适的测量工具，于是他找来了一些细绳（不计重力）、一把米尺等物品按示意图进行了改进：45 50 75 I 1|45 50 751|45 50 75|40 45 50 75步骤一：将细绳系在米尺的5 0 c m 刻度线处，米尺刚好能在水平位置平衡。步骤二：将弹簧测力计在竖直方向调零（如图甲左）。步骤三：在米尺4 5 c m 刻度线处挂上哈密瓜，用细绳把弹簧测力计的拉环系在7 5 c m 刻度线处，并竖直向下拉挂钩，使米尺在水平位置平衡，如图甲所示。（1）小明是利用（选填“二力”或“杠杆”）平衡的条件相关知识来计算哈密瓜的重力。（2）在步骤一中使米尺在水平位置平衡是为了避免 对测量结果的影响。（3）当小明在操作步骤三时，他父亲指出弹簧测力计的使用存在问题，你认为小明这样使用弹簧测 力 计 会 使 测 量 结 果 （选 填“偏大”或“偏小”）。（4）小明分析后改用如图乙所示的正确方法操作：他将弹簧测力计倒置使挂钩朝上后，重新调零（如图乙左），并重新测出拉力为3 N,最后计算出哈密瓜的重力为 N。（5）小明发现：如图乙和图丙所示，先后竖直向下和斜向下拉弹簧测力计，均使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计两次的示数分别为F和 F ,你认为F F （选 填“”、“”或（6）如图丁所示，小明又在米尺4 0 c m 刻度线处挂了一个重力为2.5 N 的苹果，当杠杆再次在水平位置平衡时，弹簧测力计示数为4 N。若将弹簧测力计、系哈密瓜的细绳、系苹果的细绳对米尺的拉力分别用国、&、&表示，它们的力臂分别为L、L、L”于是小明猜想F,L,=也能使杠杆平衡。【答案】（1）杠杆；（2）米尺自身重力；（3）偏小；（4）1 5；（5）；（6）F 2 L+F 3 L 3。【解析】解：（1）该实验中米尺能绕悬挂点转动，则米尺可看做杠杆，所以小明是利用杠杆平衡的条件相关知识来计算哈密瓜的重力；（2）将细绳系在米尺的5 0 c m 刻度线处，使米尺刚好能在水平位置平衡，是为了防止米尺自身重力对测量结果的影响；（3）用细绳把弹簧测力计的拉环系在7 5 c m 刻度线处，弹簧测力计自身有一定的重力，只需较小的拉力作用在米尺的右侧就能使杠杆平衡，所以这样使用弹簧测力计会使测量结果偏小；（4）根据杠杆平衡条件得：G X （5 0 c m-4 5 c m）=3 N X （7 5 c m-5 0 c m）,解得：G=1 5 N：（5）将弹簧测力计斜向下拉时，阻力和阻力臂不变，拉力的力臂将变短，根据杠杆平衡条件可知，杠杆在水平位置平衡时，拉力变大，所以F F；（6）如图丁，将弹簧测力计、系哈密瓜的细绳、系苹果的细绳对米尺的拉力分别用人、色、表示，它们的力臂分别为1 小 匕、L 3,杠杆左侧的两个拉力可看做阻力，则阻力与阻力臂乘积之和为F L+F L;杠杆右侧的拉力M可看做动力，则动力与动力臂的乘积为FL，所以我们可以猜想：若满足F L=F J2+F 3 L”也能使杠杆平衡。故答案为：（1）杠杆；（2）米尺自身重力；（3）偏小；（4）1 5；（5）B=7k gB 的体积：VB=L3=(0.Im)3=0.0 0 1 m3,B 的密度：p B=7 X 1 03kg/m3;VB 0.001m3(3)B 的底面积：SB=L2=(0.Im)2=0.0 1 m2,由 P=g 可得，B对地面的最大压力：F l =pSn=4 X 1 0JPaX 0.0 1 m2=4 0 N,杠杆右端受到的拉力：F J=GB-FIS/=7 0 N-4 0 N=30 N,物体 A 的最小重力：GJ =F S =FS,=E X30 N=1 2N。k 0.5m答：(1)此时杠杆左端所受拉力大小为20 N；(2)正方体B的密度为7 X 1 0 3kg/m 3；(3)物体A 的重力至少为1 2N。