专题01 杠杆（期中压轴题训练）九年级物理上学期新教材苏科版

专题01 杠杆 1．如图甲所示，为冀求孩子健康成长，俗称“立夏秤人”的民俗活动。简化图如图乙所示，篮子的质量为，小孩的质量为，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时，。下列说法正确的是（     ） A．该秤砣的质量为 B．该杆秤的“0”刻度线在悬挂点处 C．要使该杆秤的测量范围变大，应该换用质量更大的秤砣 D．若换称质量为的孩子，当秤杆水平平衡后，秤砣的悬挂点应向B点左边移动 【答案】C 【详解】A．左侧总质量为 根据 可得 代入数据 解得，故A错误； B．杆秤“0”刻度对应被测物体质量为0，此时仅篮子有质量，杠杆平衡得 解得 即0刻度在点右侧处，故B错误； C．杆秤最大测量时，秤砣在杆最右端，最大力臂固定，根据 不变，换用更大质量的秤砣，增大，即测量范围变大，故C正确； D．换称孩子后，总质量 根据杠杆平衡得新力臂 原来秤砣在处，移动距离为 即向左移动，故D错误。 故选C。 2．如图所示，O为轻质杠杆OB的支点，挂在A点的物体重60N，，图甲中，在竖直向上的拉力F作用下，杠杆OB在水平位置保持平衡。下列说法不正确的是（     ） A．图甲中拉力F大小为20N B．图甲中A点向右移动，则F的值变大 C．图甲中，F是作用在杠杆上B点的最小力 D．图乙中物体悬挂位置不变且拉力F竖直向上，将杠杆匀速提升至虚线位置的过程中，拉力F大小变小 【答案】D 【详解】A．由杠杆平衡条件 得，故A正确； B．A点右移阻力臂变大，由 可知，变大，故B正确； C．B点最大力臂为，对应最小力竖直向上，故C正确。 D．设杠杆与水平方向夹角为，阻力臂 动力臂 由杠杆平衡条件 得 拉力大小不变，故D错误。 本题选择描述错误的，故选D。 3．小明在院子里搬一块均匀的长方形石板，石板平放在水平地面上。他用一个竖直向上的拉力按两种不同方式抬起石板的一端：甲方式拉长边中点，乙方式拉短边中点。有关拉力大小，下列说法正确的是（     ） A． B． C． D．无法比较 【答案】C 【详解】质地均匀的长方形石板，受到竖直向下的重力，其重心在几何中心处；将石板视为一个简易杠杆，抬起石板的一端时，石板的另一端为杠杆的支点。 如图1所示，按甲方式拉石板长边中点时，竖直向上的拉力为动力、对应动力臂，石板所受竖直向下的重力为阻力、对应阻力臂，且； 根据杠杆平衡条件得 变形后得 如图2所示，按乙方式拉石板短边中点时，竖直向上的拉力为动力、对应动力臂，石板所受竖直向下的重力为阻力、对应阻力臂，且； 根据杠杆平衡条件得 变形后得 于是可知。 故选C。 4．如图小明正在用筷子夹取食物，将AB 这支筷子作为杠杆，O点为支点，食指指头对筷子上 M点的压力 （垂直于筷子）是动力。则（　　） A．夹取食物的筷子是省力杠杆 B．阻力是筷子对食物的压力 C．阻力的方向垂直筷子向上 D．把食物靠近支点放置时，若阻力大小不变，食指对筷子上M点的压力 变大 【答案】C 【详解】A．支点为O，动力臂OM小于阻力臂ON，动力臂小于阻力臂，因此筷子是费力杠杆，故A错误； B．阻力是作用在杠杆（筷子）上、阻碍杠杆转动的力，此处阻力是食物对筷子的支持力，故B错误； C．动力使筷子左端（B端）向下转动，食物阻碍左端向下转动，因此食物对筷子的阻力方向垂直筷子向上，故C正确； D．根据杠杆平衡条件，食物靠近支点时，阻力臂减小，阻力、动力臂不变，因此动力会变小，故D错误； 故选C。 5．如图所示，重为G的均匀硬棒悬于O点成竖直状，现在下端施一水平拉力让棒缓慢转过θ角，在棒转动的过程中（　　） A．拉力做功，拉力逐渐增大 B．拉力做功，拉力逐渐减小 C．拉力不做功，拉力逐渐增大 D．拉力不做功，拉力逐渐减小 【答案】A 【详解】由图可知，拉力的方向不变，在缓慢转过θ角的过程中，依据杠杆平衡条件和几何关系可列出,动力臂不断减小，阻力大小不变，阻力臂变大，阻力和阻力臂的乘积增大，动力臂减小，动力增大，所以拉力逐渐变大；又由于拉力水平，与运动方向不垂直，所以拉力做功，故A正确，BCD错误。 故选A。 6．如图所示，在轻质杆OB的中点A处，悬挂有重为G的物体M，在端点B施加方向始终跟杆垂直的拉力F，杆从虚线位置沿逆时针方向匀速转至图示位置的过程中，下列叙述中错误的是（　　） A．拉力F逐渐变大 B．拉力F始终小于 C．拉力F跟它力臂的乘积不变 D．重物M对杠杆拉力的力臂逐渐变大 【答案】C 【详解】ACD．由题意可知，拉力F始终跟杆垂直，所以动力臂始终为OB不变。阻力为物体的重力G，当杆逆时针旋转时，阻力臂变大。由杠杆平衡条件，可知变大，拉力F逐渐变大，故AD正确，不符合题意，C错误，符合题意； B．设杆与竖直方向的夹角为θ，由图可知：，阻力臂 则 因为，所以，故B正确，不符合题意。 故选C。 7．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析错误的是（　　） ①C点是支点 ②液压杆B施的力是动力，货物重力是阻力 ③物体A放在车厢后部可省力 ④物体A放在车厢前部可省力 A．只有①和② B．只有①和③ C．只有③和④ D．只有②和④ 【答案】D 【详解】①由图可知车厢绕着点C转动，所以C点为支点，故①说法正确； ②液压杆B施的力是使杠杆转动的力，是动力，货物重力是货物受到的力，不是杠杆受到的力，所以不是阻力，故②说法错误； ③当物体A放在车厢的后部时，动力臂大于阻力臂，可以省力，故③说法正确， ④物体A放在车厢前部，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，不能省力。故④说法错误。 故分析错误的是②④，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 8．斜身引体向上是我市体育中考测试项目之一。如图是某学生做斜身引体向上的简化图。当其向上引体时身体相当于一个杠杆，以下说法正确的是（　　） A．A点为杠杆支点 B．动力一定会增大 C．阻力一定会减小 D．阻力臂一定减小 【答案】D 【详解】A．做斜身引体向上时身体相当于一个杠杆，绕着C点转动，故C是支点，故A错误； BCD．转动过程中，身体的重力是阻力，手臂通过支架对人的拉力是动力，在向上引体时，自身重力不变，故阻力大小不变，而重心移动后，阻力臂减小，当动力臂几乎不变时，故动力减小，故D正确，BC错误。 故选D。 9．轻质硬杆AB长50cm，用细线把边长为10cm的立方体甲和体积为1dm3的球乙分别拴在杠杆的两端，在距离A点20cm处的O点支起AB时，立方体甲静止在桌面上，球乙悬空，硬杆AB处于水平平衡。将球乙浸没在某种液体中后，硬杆AB仍平衡，如图所示，此时立方体甲对水平桌面的压强改变了1800Pa。则液体的密度为________kg/m3，球乙所受浮力为________N。（g取10N/kg） 【答案】 【详解】立方体甲边长为，底面积 已知甲对桌面压强变化，根据得，压力变化量 压力减小量等于A端拉力的减小量，即。 已知，杠杆总长，因此 初始平衡  ① 乙浸没后平衡  ② ①②两式相减得，代入数据，解得。 乙浸没在液体中，即 根据阿基米德原理得，液体的密度 10．如下图所示，人的手与前臂整体可以看成以肘关节为支点的杠杆，当手托铅球屈肘时，胳膊上的肱二头肌会对前臂施加一个动力，铅球对手施加一个阻力。假设阻力臂的长度为25cm，铅球的重力为30N，动力臂的长度为5cm，则肱二头肌对前臂的拉力为______N。当手将铅球绕肘关节由图示位置缓慢向上托起时（动力臂视为不变），肌肉所提供的动力将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 150 减小 【详解】[1][2]根据杠杆的平衡条件可知，肱二头肌对前臂的拉力是 ；随着手臂的抬起，支点O到阻力作用线的距离减小，阻力臂减小，动力臂不变，所以肌肉所提供的动力将减小。 11．小明利用如图（a）所示的装置探究杠杆平衡条件。 (1)杠杆在图甲所示的位置静止，为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆左端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）移，在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是便于______； (2)如图乙所示，在杠杆左侧位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，每个钩码为0.5N，在右侧位置（右边位置第三格）用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为______N； (3)如图丙所示，小明在位置挂一个弹簧测力计，在位置挂了2个钩码，现将弹簧测力计从位置移到位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数______，原因是测力计的拉力力臂______（均选填“变大”、“变小”或“不变”）； (4)杠杆平衡条件在生活中有很多应用，如图（b）所示，是小明利用杠杆平衡条件制作的轻质杆秤，经测试发现能测的物体的最大质量偏小。下列操作能使杆秤所测最大质量变大的是______。 A．将点向左移 B．将点向左移 C．将、点都向右移动等长距离 D．换一个质量较小的秤砣 (5)如图1所示，轻质杠杆可绕转动，点悬挂一重为的物体，点受到电子测力计竖直向上的拉力，其力臂记为，保持杠杆水平静止，此时与的关系图线为图2中的①，某几次操作后，仍保持杠杆水平静止，在图2中作出的图线对应的操作可能是（     ） A．将电子测力计顺时针转动图线③ B．将M从点移到点→图线① C．增加物体M的质量→图线② D．将电子测力计从点移到点→图线④ 【答案】(1) 右 测量力臂大小 (2)2 (3) 变小 变大 (4)B (5)C 【详解】（1）图甲中杠杆左端低、右端高，平衡螺母需向杠杆上翘的右侧调节，使杠杆在水平位置平衡。 当杠杆水平平衡时，钩码的拉力方向竖直向下，力臂与杠杆重合，可以直接从杠杆刻度上读出力臂长度，因此这样操作的目的是便于测量力臂。 （2）设杠杆的一个小格为L，左侧总拉力为，力臂为4L；右侧力臂为3L，根据杠杆平衡条件得，解得。 （3）弹簧测力计从斜拉的C位置转到竖直拉的D位置时，拉力的力臂变大；由于阻力和阻力臂都不变，根据杠杆平衡条件，动力臂变大则动力变小，因此弹簧测力计示数变小。 （4）杆秤的最大称量满足。 A．将a点向左移，会让变大，在秤砣质量、秤砣最大可移动距离不变时，可称量的最大物体质量变小，故A不符合题意； B．将b点向左移，会让变小，秤砣最大可移动距离变大，秤砣质量不变时，可称量的最大物体质量变大，故B符合题意； C．a、b点等长右移，不变，秤砣最大可移动距离变小，秤砣质量不变时，可称量的最大物体质量变小，故C不符合题意； D．换质量更小的秤砣，不变，秤砣最大可移动距离不变，秤砣质量变小时，可称量的最大物体质量变小，故D不符合题意。 故选B。 （5）根据杠杆平衡条件可得，变形为，因此图像的斜率为。 A．将电子测力计顺时针转动30°，此时阻力G和阻力臂lM不变，其乘积大小不变，因此图像的斜率不变，仍为①，故A不符合题意； B．M从C移到A，阻力臂变小，图像的斜率变小，因此图像的斜率变小，对应图线④，故B不符合题意； C．增加M的质量，G变大，图像的斜率变大，对应更陡的图线②，故C符合题意； D．测力计从B移到A，图像的斜率不变，仍为①，故D不符合题意。 故选C。 12．小明用图甲所示的装置探究杠杆的平衡条件，其中杠杆的刻度均匀，每小格为5cm，每个钩码的重力均为0.5N。 (1)如图甲所示，安装好杠杆，将平衡螺母向左调节，杠杆在水平位置平衡，说明一开始杠杆的_______（选填“左”或“右”）端翘起。杠杆水平平衡后，在实验过程中_________ （选填“能”或“不能”）再次调节两侧的平衡螺母。 (2)如图乙所示，小明在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，进行了3次实验。杠杆水平平衡时的数据已填入表中。分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件是_______ （用表格中的物理量符号表示）。该实验中，进行多次实验的目的是________ 。 实验次数/次 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1 2 2 2 2 3 2 (3)如图丙所示，当弹簧测力计由图中位置逐渐旋转至虚线位置时，杠杆始终处于水平位置平衡，弹簧测力计的示数将_______ （选填“变小”、“变大”或“不变”）。 (4)小海与小明对实验过程进行交流，产生了一个新的问题：若支点不在杠杆的中点，上述结论是否也成立？于是他们用弹簧测力计代替一侧的钩码施力，共同进行了如图丁、戊、己所示的探究。若以弹簧测力计的拉力为动力、钩码对杠杆的拉力为阻力，进行多次实验，他们发现动力动力臂始终大于阻力阻力臂，与之前实验时得出的杠杆平衡条件不相符，其原因可能是_______ 。 (5)如图所示，在杠杆C点挂上钩码，在转轴O上套有半径大小为R的圆形纸板，纸板圆心也在O点。在杠杆上先后施加与纸板边缘相切的拉力、，杠杆都能在水平位置保持平衡（知识链接：圆的切线与过切点的半径垂直）。杠杆平衡时，拉力的力臂大小为___________，拉力___________。（选填“>”“<”或“=”） 【答案】(1) 左 不能 (2) 寻找普遍规律，避免实验结论的偶然性 (3)变小 (4)杠杆自身的重力对实验结果产生了影响 (5) R = 【详解】（1）平衡螺母向翘起的一端调节，向左调后杠杆平衡，说明一开始杠杆左端翘起。 杠杆调平后，实验过程中只能通过增减钩码、移动钩码位置使杠杆平衡，不能再调节平衡螺母。 （2）分析表格三组数据，每组都满足动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，即杠杆平衡条件为；本实验多次测量不是为了减小误差，是为了得到多组不同数据，避免单次实验的偶然性，归纳出普遍适用的杠杆平衡规律。 （3）弹簧测力计斜拉时，拉力的力臂是支点到拉力作用线的垂直距离，旋转过程中这个力臂会逐渐变大，而阻力和阻力臂都不变，根据杠杆平衡条件，拉力需要变小才能维持杠杆水平平衡。 （4）当支点不在杠杆中点时，杠杆自身重力的力臂不为零，杠杆自重会产生额外的力矩，导致测得的动力×动力臂需要同时平衡阻力×阻力臂和杠杆自重的力矩，因此数值始终偏大。 （5）根据题给知识“圆的切线与过切点的半径垂直”，拉力的力臂，即支点O到作用线的垂直距离就是圆的半径R。 同理的力臂也等于圆的半径R，两个拉力的力臂相等，而阻力和阻力臂都不变，由杠杆平衡条件可知。 13．如图所示的M形硬质轻杆可绕中间转轴O灵活转动，杆两端分别用细绳悬挂两个质量相等的重物，现保持平衡状态，用手使右端的重物略微下降很小一段距离后再松手，下列说法正确的是（     ） A．杠杆轻微摆动后恢复到原位置平衡 B．杠杆不能平衡，左端会下降 C．杠杆不能平衡，右端会下降 D．无法判断 【答案】C 【详解】如图所示的M形硬质轻杆，处于保持平衡状态。由于悬挂的两个重物质量相等，则作用在M形硬质轻杆两端的上的拉力相等，则杠杆示意图如下图： 硬质轻杆，根据杠杆平衡条件可得，则，用手使右端的重物略微下降一小段距离后，则杠杆示意图如下图： 由于轻杆端点的位置不同，右端的重物略微下降一小段距离后，由力臂的变化图可知，甲硬质轻杆，，则，所以，甲杆右端的重物继续下降，则不能恢复到原来平衡位置。故选C。 14．如图所示为《天工开物》中记载的用于汲水的桔槔，硬杆AB可绕固定轴O在竖直平面内转动，A端连接细杆，细杆下端悬挂水桶，B端悬挂配重。已知，水桶和细杆的总质量为4kg，桶中最多可以装入16kg的水。人对杆的作用力始终沿竖直方向，作用力最大为100N。忽略硬杆AB的质量、轴处的摩擦及空气阻力，g取10N/kg。为使汲水前、汲满水后硬杆AB均可以在水平位置平衡，且两次平衡时细杆均保持竖直，水桶均未接触水面，配重可以选用的范围是（     ） A．3~9kg B．10~14kg C．15~21kg D．22~26kg 【答案】C 【详解】设配重重力为，人对端作用力为（向下为正，向上为负），端受到的总竖直向下的力为。 水桶和细杆总重 汲满水后总重 根据杠杆平衡条件，得 又，且 汲水前 由得，，因配重重力，故，即 ， 配重最大质量 汲满水后 由得，，则 配重最小质量 综上，配重质量范围为，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 15．如图所示，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，为杠杆的支点，如图甲所示，，竖直细杆的上端通过力传感器连接在天花板上，下端连接杠杆的点，竖直细杆b的两端分别与杠杆的点和物体固定，水箱的质量为0.8kg，底面积为，不计杠杆、细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像，下列分析正确的是（     ） A．物体的密度为 B．当传感器示数为0N时，加水质量为 C．当加水质量为1.8kg时，容器对桌面的压强为 D．加水质量为时，水对水箱底部的压力为 【答案】C 【详解】由图乙可知，加水时传感器示数不变，说明物体未浸入水中，根据杠杆平衡条件可得，即 由此解得 加水时，力传感器示数达到最大并保持不变，说明此时完全浸没，此时浮力大于重力，杆对B端有向上的推力，杆a对端有向下的压力，根据杠杆平衡条件可得 即 由此解得 A．所以的体积 则的质量 的密度，故A错误； B．当水的质量时，水的体积 水深 此时水面刚好和M接触，即底部离箱底； 当水的质量为时，M刚好完全被浸没，水和物块M的总体积 此时水深 所以的高度 因此的底面积 当传感器示数为0时，即物块受到的浮力，此时B点受力平衡，杠杆OAB对细杆a没有力的作用，此时物块M排开水的体积 浸入深度 此时水深 水的体积 水的质量，故B错误； C．加水时，水的体积 设浸入深度为，则 即 由此解得 此时物块排开水的体积 所以物块此时受到的浮力 因此容器对桌面压力 所以对桌面的压强，故C正确； D．加水时，水深 水对底部压强 水对水箱底部压力，故D错误。 故选C。 16．如图所示，一根质量分布均匀的长木棒，右端通过转轴O固定在竖直墙面上，可绕O点自由转动。正方体木块A置于木棒正下方，初始时木棒恰好保持水平平衡。已知木棒与木块间的摩擦可忽略。现用一水平力F缓慢向右推动木块A。在木块A被推动的过程中，水平推力F的大小将（　　） A．大小不变 B．逐渐增大 C．逐渐减小 D．先增大后减小 【答案】B 【详解】杠杆为质量分布均匀的长木棒，其重心在木棒的中点，设木棒的重力为G，木棒长度为L，则阻力为木棒的重力G，阻力臂为木棒重心到转轴O的水平距离，即。当用水平力F缓慢向右推动木块A时，木块对木棒的支持力为动力，动力臂为支持力作用点到转轴O的水平距离，在推动过程中，动力臂逐渐减小。根据杠杆平衡条件，阻力G和阻力臂不变，动力臂逐渐减小，那么动力（即木块对木棒的支持力）逐渐增大。由于力的作用是相互的，木棒对木块的压力也逐渐增大，木块对地面的压力也逐渐增大，而木块与木棒间的摩擦力可忽略，地面对木块的摩擦力逐渐增大，故缓慢向右推动木块时，水平推力F逐渐增大。故选B。 17．汽车起重机在吊起重物时，必须要综合考虑重物所受的重力、吊臂的长度及仰角等因素，以确定起吊设备和起吊方式，避免发生地面塌陷或吊臂断裂等生产事故，确保吊重作业的安全和高效运行。如图所示的汽车起重机，其相关参数如表中所示。已知吊臂安全工作时的工作幅度需满足相关条件，即动力系统A允许提供的动力与动力臂的乘积（称为起重机的力矩）最大值为，取，若不考虑吊臂重和绳重，下列说法正确的是（　　） 汽车起重机参数表 项目名称 参数 单位 起重机自重（含吊钩） 30 吨 吊钩自重（不计绳重） 2.5 吨 吊臂长度范围 10~30 米 工作幅度（货物距支点O水平距离） 3~20 米 A．为保证安全工作，吊臂无法伸长至25m进行吊重作业 B．吊臂B点允许承受阻力的范围是 C．该起重机允许吊起货物质量的范围是 D．该起重机对水平地面的最大压强为 【答案】B 【详解】题目已知动力与动力臂的最大乘积为，根据杠杆平衡条件可知，阻力与阻力臂的乘积最大也为。 A．参数表明确给出吊臂长度范围为，因此吊臂可以伸长至25m作业，故A错误； B．吊臂B点的阻力就是B点受到的总拉力，即货物和吊钩的总重力，阻力臂就是工作幅度，工作幅度范围，根据杠杆平衡得，当阻力臂最大为20m时，阻力最小， 当阻力臂最小为3m时，阻力最大，则 因此B点允许承受阻力的范围就是，故B正确； C．B点的阻力，吊钩自重 因此最小货物质量 最大货物质量 该起重机允许吊起货物质量的范围为，故C错误； D．计算压强需要知道起重机与地面的接触面积，题目参数未给出接触面积，无法计算压强，故D错误。 故选B。 18．图甲是生活中常见的指甲刀，图乙为其结构图，下列说法正确的是（　　） A．是以C为支点、使用时省力的杠杆 B．是以B为支点、使用时费力的杠杆 C．是以O为支点、使用时省力的杠杆 D．是以E为支点、使用时费力的杠杆 【答案】A 【详解】A.由题图可知，杠杆ABC的支点是C点，动力作用在A点，阻力作用在B点，使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A正确； BC.杠杆OBD的支点是O，动力作用在B点，阻力作用在D点，阻力臂大于动力臂，是费力杠杆，故B、C错误； D.杠杆OEF的支点是O，动力作用在E点，阻力作用在F点，阻力臂大于动力臂，是费力杠杆，故D错误。 故选A。 19．如图所示，一重物悬挂在轻质杠杆的中点处，在杠杆的最右端施加一个始终竖直向上的F，使杠杆在水平位置保持平衡，下列说法正确的是（    ） A．若将重物向左移动，保持杠杆水平平衡，则将不变 B．将杠杆沿顺时针方向缓慢转动，将不变 C．将杠杆沿逆时针方向缓慢转动，将变大 D．若将重物和的作用点向左移动相等的距离，且保持大小不变，杠杆仍能在原位置平衡 【答案】B 【详解】A．由题知，杠杆最右端的力竖直向上（方向不变），当重物向左移动时，重物对杠杆拉力的力臂变小，的力臂不变（等于杠杆的长），阻力不变，由杠杆平衡条件可知，力将变小，A错误； B．由题意知重物悬挂在杠杆的中点，水平平衡时，动力臂和阻力臂的关系为：，保持力方向不变，杠杆顺时针方向缓慢转动后，由下图可知， 动力臂和阻力臂的关系：，物重不变，由杠杆平衡条件可知，动力的大小始终等于，即力将不变，B正确； C．将杠杆沿逆时针方向缓慢转动，道理同上，力将不变，C错误； D．开始时杠杆平衡，即，因为，所以； 若将重物和的作用点向左移动相等的距离为，即 因为，所以 杠杆不会在原位置平衡，D错误。 故选B。 20．一根原木放在水平地面上，粗略估计它的质量时，我们可认为它粗细相同，质量分布均匀。现抬起一端使它稍离地面，需要500N的力，则原木的质量大约为（g取10N/kg）（　　） A．100kg B．250kg C．500kg D．1000kg 【答案】A 【详解】如下图所示，设原木的全长为L，则动力臂是L，阻力臂是。抬起一端使它稍离地面时需要的力，因为动力×动力臂=阻力×阻力臂，则，代入数据得，解得，原木的质量，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 21．如图甲所示为停车场的电子闸杆，其结构图如图乙所示，闸杆和摇杆组成一根可绕转轴转动的杠杆，闸杆质量分布均匀，摇杆质量不计，当力作用于点时，闸杆恰好能够向上转动，关于此瞬间，下列说法正确的是（     ） A．此装置可视为省力杠杆 B．力的力臂为 C．闸杆重力的力臂为 D．当力垂直向下时，有最小值 【答案】D 【详解】AB．阻力臂为支点O到闸杆重力作用线的距离，动力臂是支点到动力作用线的距离，由图可知阻力臂大于动力臂OA，根据可知，动力大于阻力，为费力杠杆；只有当力F垂直于OA时，F的力臂才为OA，故AB错误； C．闸杆水平状态时，重力的力臂为支点到闸杆重力作用线的距离，由图可知，闸杆重力的力臂小于OB，故C错误； D．阻力和阻力臂一定，根据，当力F垂直OA向下时，动力臂最大为OA，此时F最小，故D正确。 故选D。 22．如图所示，两块宽和高均相同，质量均匀的相同材质长方形砖块A（长为）和B（长为）叠放在一起，A砖相对于B砖伸出，B砖放在水平桌面上，砖的端面与桌面平行，为保持两砖不翻倒，B砖伸出桌面的最大长度为_________。 【答案】 【详解】由于材质均匀，宽和高均相同，两块砖的重力关系为 两砖块的重心都在其几何中心，B可看作是一个杠杆，桌面边缘为杠杆的支点，A对B的压力相当于是动力，大小等于A的重力GA，B的重力相当于是阻力，大小为GB，为保持两砖不翻倒，根据杠杆平衡条件可得 解得，B砖伸出桌面的最大长度为。 23．如图所示，由不同的合金制成的黑、白两种实心球的体积相等，黑、白两种球的密度之比为，此时杠杆水平平衡（不计杠杆、挂盘和细线的质量）。则黑、白两种球的质量之比为___________，___________。 【答案】 【详解】[1][2]根据可知，在体积相等时，质量与密度成正比，黑、白两种球的密度之比为，则黑、白两球的质量之比为；因黑、白两球的质量之比为，则可设黑球的质量为，白球的质量为，设杠杆左边的力臂为，右边的力臂为，根据图示和杠杆平衡条件可得：，化简可得左右两边的力臂之比为；则：。 24．如图所示，水平地面上放一高、重1000N、均匀的圆柱形木柱，截面半径为，若要使木柱的a点离开地面，支点是_______ 选填“a”或“b”点，至少需要_____N的力作用在木柱上。 【答案】 b 300 【详解】[1]要使a点离开地面，木柱绕b点转动，故支点为b点。 [2]根据杠杆平衡条件，动力臂最长时动力最小，最长动力臂为b点到木柱顶端右边缘的距离 阻力为木柱重力，阻力臂为支点b到重力作用线的垂直距离，即木柱截面半径 由杠杆平衡条件得最小动力 25．如图，用杠杆提起物块，O点是轻质杠杆AOB的支点。若使杠杆在图中所示位置静止，请画出物块所受重力示意图和使杠杆在图示位置平衡的最小力和它的力臂。 【答案】 【详解】以物块重心为力的作用点，沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，在箭头旁标注符号G，即为物块所受重力示意图。 根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长动力越小；杠杆上A点是距离O点最远的点，因此连接支点O和端点A，这条线段就是最长动力臂，标注为；为了让杠杆平衡，动力需要阻碍物块让杠杆顺时针转动的趋势，因此过A点作垂直于OA斜向上的带箭头线段，标注为，该力就是使杠杆平衡的最小力。 26．小黎和小明用一个两侧对称，质地均匀的衣架，在家探究“杠杆的平衡条件”。 (1)小黎将衣架悬挂起来，如图（a）所示，衣架恰好在水平位置平衡。衣架相当于一个__________杠杆，其支点是______（填“”或“”）； (2)在衣架两侧、位置，分别用细线悬挂数量不同的凤尾夹（每个凤尾夹重力均为），使衣架在______位置平衡，如图（b）所示，并用刻度尺测量出到、两点的距离，即可得到两侧的力臂的数值。实验数据如下表所示： 次数 左侧 右侧 1 0.3 20 0.4 15 2 0.1 12 0.3 4 3 0.2 8 0.2 8 4 0.4 10 0.2 20 5 0.5 10 0.2 ？ 根据前四次实验数据，可得出杠杆平衡的条件是：当杠杆平衡时，______；（用公式表示） (3)如图（c）是第五次实验的情景，请根据杠杆平衡的条件，将表格中的数据补充完整：______； (4)小明认为小黎测量的到、两点的距离其实并不是力臂，这对实验结论的得出______（填“A．有”或“B．没有”）影响； (5)小明在衣架上距均为的、位置上，分别挂上了2个和3个凤尾夹，静止时如图（d）所示，此时，衣架处于______（填“A．平衡”或“B．非平衡”）状态，此时，、两点到的距离______（填“A．等于”或“B．不等于”）力臂。 【答案】(1) 等臂 O1 (2) 水平 (3)25 (4)B (5) A B 【详解】（1）衣架关于O1O2是对称的，小黎将衣架悬挂起来，如图（a）所示，衣架恰好在水平位置平衡，衣架相当于一个等臂杠杆；因衣架可绕O1转动，故其支点是O1。 （2）在衣架两侧A、B位置，分别用细线悬挂数量不同的凤尾夹，使衣架在水平位置平衡；根据前四次实验数据有 可得出杠杆平衡的条件是。 （3）由杠杆平衡的条件得 解得。 （4）小明认为小黎测量的O2到A、B两点的距离其实并不是力臂，但是在衣架在水平位置平衡时测量的，O2到A、B两点的距离和真实力臂相等，所以不会影响实验的结果。 （5）衣架静止在如图（d）所示位置，衣架处于静止状态，所以此时衣架处于平衡状态；力臂是支点到力的作用线的垂直距离，所以C、D两点到O2的距离不等于力臂。 27．处处留心皆学问。如图1所示，小王同学观察到电工师傅在攀爬电线杆检修电路时，脚上套有如图2所示的“神奇装备”——脚扣，当脚踩上去时它竟能被电线杆紧紧“锁住”而不下滑。为了探究其中的奥秘，他设计了如图3的实验装置。其中，塑料套筒上固定有横杆，套筒可以沿竖杆上下自由滑动，那么影响套筒被锁住的因素有哪些呢？小王做出了如下猜想： 猜想一：可能与套筒横杆上所挂的物重有关； 猜想二：可能与所挂物体距竖杆的距离有关。 他的探究过程及分析如下： （1）实验时，先在横杆上挂相同个数的钩码，改变_______，观察现象并记录，这是为了验证猜想二是否正确； （2）改变钩码个数，移动悬挂位置，分别记录三次套筒被锁住时钩码离竖杆的最小距离。实验现象及数据如表： 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 钩码个数 4 4 4 4 3 2 1 钩码距竖杆距离/cm 5 8 13 15 9 6 5 实验现象 快速滑落 慢慢滑落 刚好锁住 紧紧锁住 刚好锁住 刚好锁住 刚好锁住 （3）由前四次实验可知：当横杆上挂相同重物时，重物距竖杆越_______，越容易被锁住。分析第5、6、7次实验数据发现，横杆上所挂的物重越小，被锁住的最小距离越_______； （4）小王结合所学知识对其中的道理进行了如下分析：套筒及横杆相当于一个杠杆，如图4所示，当套筒被锁住时，A为支点，、为动力臂和阻力臂，根据杠杆的平衡条件，当和一定时，越大，套筒上B点受到竖杆的支持力就越大，因为物体间力的作用是相互的，所以套筒对竖杆的压力也越大，从而使竖杆给套筒的_______力越大，这个力的方向是_______，最终可阻碍套筒下滑，从而将它锁住； （5）你认为影响套筒被锁住的因素还有_______（写出一条，合理即可）。 【答案】 悬挂位置 远 小 摩擦力 竖直向上 电线杆的粗糙程度 【详解】（1）[1]实验时，先在横杆上挂相同个数的钩码，改变悬挂位置，观察现象并记录，此时物重相同，物体距离竖杆的距离不同，这是为了验证猜想二是否正确。 （3）[2][3]由前四次实验可知：钩码数量相同，当横杆上挂相同重物时，重物距竖杆越远，越容易被锁住，分析第5、6、7次实验数据发现，横杆上所挂的物重越小，被锁住的最小距离越小，验证了猜想一是正确的。 （4）[4][5]小王结合所学知识对其中的道理进行了如下分析：套筒及横杆相当于一个杠杆，如图-4，当套筒被锁住时，A为支点，、为动力臂和阻力臂，根据杠杆的平衡条件可得，可知当和一定时，越大，套筒上B点受到竖杆的支持力就越大，因为物体间力的作用是相互的，所以套筒对竖杆的压力也越大，根据影响滑动摩擦力大小的因素，从而使竖杆给套筒的摩擦力越大，因物体有向下运动的趋势，故这个力的方向是竖直向上，最终可阻碍套筒下滑，从而将它锁住。 （5）[6]根据影响滑动摩擦力大小的因素，影响套筒被锁住的因素还有电线杆的粗糙程度。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 杠杆 1．如图甲所示，为冀求孩子健康成长，俗称“立夏秤人”的民俗活动。简化图如图乙所示，篮子的质量为，小孩的质量为，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时，。下列说法正确的是（     ） A．该秤砣的质量为 B．该杆秤的“0”刻度线在悬挂点处 C．要使该杆秤的测量范围变大，应该换用质量更大的秤砣 D．若换称质量为的孩子，当秤杆水平平衡后，秤砣的悬挂点应向B点左边移动 2．如图所示，O为轻质杠杆OB的支点，挂在A点的物体重60N，，图甲中，在竖直向上的拉力F作用下，杠杆OB在水平位置保持平衡。下列说法不正确的是（     ） A．图甲中拉力F大小为20N B．图甲中A点向右移动，则F的值变大 C．图甲中，F是作用在杠杆上B点的最小力 D．图乙中物体悬挂位置不变且拉力F竖直向上，将杠杆匀速提升至虚线位置的过程中，拉力F大小变小 3．小明在院子里搬一块均匀的长方形石板，石板平放在水平地面上。他用一个竖直向上的拉力按两种不同方式抬起石板的一端：甲方式拉长边中点，乙方式拉短边中点。有关拉力大小，下列说法正确的是（     ） A． B． C． D．无法比较 4．如图小明正在用筷子夹取食物，将AB 这支筷子作为杠杆，O点为支点，食指指头对筷子上 M点的压力 （垂直于筷子）是动力。则（　　） A．夹取食物的筷子是省力杠杆 B．阻力是筷子对食物的压力 C．阻力的方向垂直筷子向上 D．把食物靠近支点放置时，若阻力大小不变，食指对筷子上M点的压力 变大 5．如图所示，重为G的均匀硬棒悬于O点成竖直状，现在下端施一水平拉力让棒缓慢转过θ角，在棒转动的过程中（　　） A．拉力做功，拉力逐渐增大 B．拉力做功，拉力逐渐减小 C．拉力不做功，拉力逐渐增大 D．拉力不做功，拉力逐渐减小 6．如图所示，在轻质杆OB的中点A处，悬挂有重为G的物体M，在端点B施加方向始终跟杆垂直的拉力F，杆从虚线位置沿逆时针方向匀速转至图示位置的过程中，下列叙述中错误的是（　　） A．拉力F逐渐变大 B．拉力F始终小于 C．拉力F跟它力臂的乘积不变 D．重物M对杠杆拉力的力臂逐渐变大 7．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析错误的是（　　） ①C点是支点 ②液压杆B施的力是动力，货物重力是阻力 ③物体A放在车厢后部可省力 ④物体A放在车厢前部可省力 A．只有①和② B．只有①和③ C．只有③和④ D．只有②和④ 8．斜身引体向上是我市体育中考测试项目之一。如图是某学生做斜身引体向上的简化图。当其向上引体时身体相当于一个杠杆，以下说法正确的是（　　） A．A点为杠杆支点 B．动力一定会增大 C．阻力一定会减小 D．阻力臂一定减小 9．轻质硬杆AB长50cm，用细线把边长为10cm的立方体甲和体积为1dm3的球乙分别拴在杠杆的两端，在距离A点20cm处的O点支起AB时，立方体甲静止在桌面上，球乙悬空，硬杆AB处于水平平衡。将球乙浸没在某种液体中后，硬杆AB仍平衡，如图所示，此时立方体甲对水平桌面的压强改变了1800Pa。则液体的密度为________kg/m3，球乙所受浮力为________N。（g取10N/kg） 10．如下图所示，人的手与前臂整体可以看成以肘关节为支点的杠杆，当手托铅球屈肘时，胳膊上的肱二头肌会对前臂施加一个动力，铅球对手施加一个阻力。假设阻力臂的长度为25cm，铅球的重力为30N，动力臂的长度为5cm，则肱二头肌对前臂的拉力为______N。当手将铅球绕肘关节由图示位置缓慢向上托起时（动力臂视为不变），肌肉所提供的动力将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 11．小明利用如图（a）所示的装置探究杠杆平衡条件。 (1)杠杆在图甲所示的位置静止，为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆左端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）移，在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是便于______； (2)如图乙所示，在杠杆左侧位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，每个钩码为0.5N，在右侧位置（右边位置第三格）用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为______N； (3)如图丙所示，小明在位置挂一个弹簧测力计，在位置挂了2个钩码，现将弹簧测力计从位置移到位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数______，原因是测力计的拉力力臂______（均选填“变大”、“变小”或“不变”）； (4)杠杆平衡条件在生活中有很多应用，如图（b）所示，是小明利用杠杆平衡条件制作的轻质杆秤，经测试发现能测的物体的最大质量偏小。下列操作能使杆秤所测最大质量变大的是______。 A．将点向左移 B．将点向左移 C．将、点都向右移动等长距离 D．换一个质量较小的秤砣 (5)如图1所示，轻质杠杆可绕转动，点悬挂一重为的物体，点受到电子测力计竖直向上的拉力，其力臂记为，保持杠杆水平静止，此时与的关系图线为图2中的①，某几次操作后，仍保持杠杆水平静止，在图2中作出的图线对应的操作可能是（     ） A．将电子测力计顺时针转动图线③ B．将M从点移到点→图线① C．增加物体M的质量→图线② D．将电子测力计从点移到点→图线④ 12．小明用图甲所示的装置探究杠杆的平衡条件，其中杠杆的刻度均匀，每小格为5cm，每个钩码的重力均为0.5N。 (1)如图甲所示，安装好杠杆，将平衡螺母向左调节，杠杆在水平位置平衡，说明一开始杠杆的_______（选填“左”或“右”）端翘起。杠杆水平平衡后，在实验过程中_________ （选填“能”或“不能”）再次调节两侧的平衡螺母。 (2)如图乙所示，小明在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，进行了3次实验。杠杆水平平衡时的数据已填入表中。分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件是_______ （用表格中的物理量符号表示）。该实验中，进行多次实验的目的是________ 。 实验次数/次 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1 2 2 2 2 3 2 (3)如图丙所示，当弹簧测力计由图中位置逐渐旋转至虚线位置时，杠杆始终处于水平位置平衡，弹簧测力计的示数将_______ （选填“变小”、“变大”或“不变”）。 (4)小海与小明对实验过程进行交流，产生了一个新的问题：若支点不在杠杆的中点，上述结论是否也成立？于是他们用弹簧测力计代替一侧的钩码施力，共同进行了如图丁、戊、己所示的探究。若以弹簧测力计的拉力为动力、钩码对杠杆的拉力为阻力，进行多次实验，他们发现动力动力臂始终大于阻力阻力臂，与之前实验时得出的杠杆平衡条件不相符，其原因可能是_______ 。 (5)如图所示，在杠杆C点挂上钩码，在转轴O上套有半径大小为R的圆形纸板，纸板圆心也在O点。在杠杆上先后施加与纸板边缘相切的拉力、，杠杆都能在水平位置保持平衡（知识链接：圆的切线与过切点的半径垂直）。杠杆平衡时，拉力的力臂大小为___________，拉力___________。（选填“>”“<”或“=”） 13．如图所示的M形硬质轻杆可绕中间转轴O灵活转动，杆两端分别用细绳悬挂两个质量相等的重物，现保持平衡状态，用手使右端的重物略微下降很小一段距离后再松手，下列说法正确的是（     ） A．杠杆轻微摆动后恢复到原位置平衡 B．杠杆不能平衡，左端会下降 C．杠杆不能平衡，右端会下降 D．无法判断 14．如图所示为《天工开物》中记载的用于汲水的桔槔，硬杆AB可绕固定轴O在竖直平面内转动，A端连接细杆，细杆下端悬挂水桶，B端悬挂配重。已知，水桶和细杆的总质量为4kg，桶中最多可以装入16kg的水。人对杆的作用力始终沿竖直方向，作用力最大为100N。忽略硬杆AB的质量、轴处的摩擦及空气阻力，g取10N/kg。为使汲水前、汲满水后硬杆AB均可以在水平位置平衡，且两次平衡时细杆均保持竖直，水桶均未接触水面，配重可以选用的范围是（     ） A．3~9kg B．10~14kg C．15~21kg D．22~26kg 15．如图所示，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，为杠杆的支点，如图甲所示，，竖直细杆的上端通过力传感器连接在天花板上，下端连接杠杆的点，竖直细杆b的两端分别与杠杆的点和物体固定，水箱的质量为0.8kg，底面积为，不计杠杆、细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像，下列分析正确的是（     ） A．物体的密度为 B．当传感器示数为0N时，加水质量为 C．当加水质量为1.8kg时，容器对桌面的压强为 D．加水质量为时，水对水箱底部的压力为 16．如图所示，一根质量分布均匀的长木棒，右端通过转轴O固定在竖直墙面上，可绕O点自由转动。正方体木块A置于木棒正下方，初始时木棒恰好保持水平平衡。已知木棒与木块间的摩擦可忽略。现用一水平力F缓慢向右推动木块A。在木块A被推动的过程中，水平推力F的大小将（　　） A．大小不变 B．逐渐增大 C．逐渐减小 D．先增大后减小 17．汽车起重机在吊起重物时，必须要综合考虑重物所受的重力、吊臂的长度及仰角等因素，以确定起吊设备和起吊方式，避免发生地面塌陷或吊臂断裂等生产事故，确保吊重作业的安全和高效运行。如图所示的汽车起重机，其相关参数如表中所示。已知吊臂安全工作时的工作幅度需满足相关条件，即动力系统A允许提供的动力与动力臂的乘积（称为起重机的力矩）最大值为，取，若不考虑吊臂重和绳重，下列说法正确的是（　　） 汽车起重机参数表 项目名称 参数 单位 起重机自重（含吊钩） 30 吨 吊钩自重（不计绳重） 2.5 吨 吊臂长度范围 10~30 米 工作幅度（货物距支点O水平距离） 3~20 米 A．为保证安全工作，吊臂无法伸长至25m进行吊重作业 B．吊臂B点允许承受阻力的范围是 C．该起重机允许吊起货物质量的范围是 D．该起重机对水平地面的最大压强为 18．图甲是生活中常见的指甲刀，图乙为其结构图，下列说法正确的是（　　） A．是以C为支点、使用时省力的杠杆 B．是以B为支点、使用时费力的杠杆 C．是以O为支点、使用时省力的杠杆 D．是以E为支点、使用时费力的杠杆 19．如图所示，一重物悬挂在轻质杠杆的中点处，在杠杆的最右端施加一个始终竖直向上的F，使杠杆在水平位置保持平衡，下列说法正确的是（    ） A．若将重物向左移动，保持杠杆水平平衡，则将不变 B．将杠杆沿顺时针方向缓慢转动，将不变 C．将杠杆沿逆时针方向缓慢转动，将变大 D．若将重物和的作用点向左移动相等的距离，且保持大小不变，杠杆仍能在原位置平衡 20．一根原木放在水平地面上，粗略估计它的质量时，我们可认为它粗细相同，质量分布均匀。现抬起一端使它稍离地面，需要500N的力，则原木的质量大约为（g取10N/kg）（　　） A．100kg B．250kg C．500kg D．1000kg 21．如图甲所示为停车场的电子闸杆，其结构图如图乙所示，闸杆和摇杆组成一根可绕转轴转动的杠杆，闸杆质量分布均匀，摇杆质量不计，当力作用于点时，闸杆恰好能够向上转动，关于此瞬间，下列说法正确的是（     ） A．此装置可视为省力杠杆 B．力的力臂为 C．闸杆重力的力臂为 D．当力垂直向下时，有最小值 22．如图所示，两块宽和高均相同，质量均匀的相同材质长方形砖块A（长为）和B（长为）叠放在一起，A砖相对于B砖伸出，B砖放在水平桌面上，砖的端面与桌面平行，为保持两砖不翻倒，B砖伸出桌面的最大长度为_________。 23．如图所示，由不同的合金制成的黑、白两种实心球的体积相等，黑、白两种球的密度之比为，此时杠杆水平平衡（不计杠杆、挂盘和细线的质量）。则黑、白两种球的质量之比为___________，___________。 24．如图所示，水平地面上放一高、重1000N、均匀的圆柱形木柱，截面半径为，若要使木柱的a点离开地面，支点是_______ 选填“a”或“b”点，至少需要_____N的力作用在木柱上。 25．如图，用杠杆提起物块，O点是轻质杠杆AOB的支点。若使杠杆在图中所示位置静止，请画出物块所受重力示意图和使杠杆在图示位置平衡的最小力和它的力臂。 26．小黎和小明用一个两侧对称，质地均匀的衣架，在家探究“杠杆的平衡条件”。 (1)小黎将衣架悬挂起来，如图（a）所示，衣架恰好在水平位置平衡。衣架相当于一个__________杠杆，其支点是______（填“”或“”）； (2)在衣架两侧、位置，分别用细线悬挂数量不同的凤尾夹（每个凤尾夹重力均为），使衣架在______位置平衡，如图（b）所示，并用刻度尺测量出到、两点的距离，即可得到两侧的力臂的数值。实验数据如下表所示： 次数 左侧 右侧 1 0.3 20 0.4 15 2 0.1 12 0.3 4 3 0.2 8 0.2 8 4 0.4 10 0.2 20 5 0.5 10 0.2 ？ 根据前四次实验数据，可得出杠杆平衡的条件是：当杠杆平衡时，______；（用公式表示） (3)如图（c）是第五次实验的情景，请根据杠杆平衡的条件，将表格中的数据补充完整：______； (4)小明认为小黎测量的到、两点的距离其实并不是力臂，这对实验结论的得出______（填“A．有”或“B．没有”）影响； (5)小明在衣架上距均为的、位置上，分别挂上了2个和3个凤尾夹，静止时如图（d）所示，此时，衣架处于______（填“A．平衡”或“B．非平衡”）状态，此时，、两点到的距离______（填“A．等于”或“B．不等于”）力臂。 27．处处留心皆学问。如图1所示，小王同学观察到电工师傅在攀爬电线杆检修电路时，脚上套有如图2所示的“神奇装备”——脚扣，当脚踩上去时它竟能被电线杆紧紧“锁住”而不下滑。为了探究其中的奥秘，他设计了如图3的实验装置。其中，塑料套筒上固定有横杆，套筒可以沿竖杆上下自由滑动，那么影响套筒被锁住的因素有哪些呢？小王做出了如下猜想： 猜想一：可能与套筒横杆上所挂的物重有关； 猜想二：可能与所挂物体距竖杆的距离有关。 他的探究过程及分析如下： （1）实验时，先在横杆上挂相同个数的钩码，改变_______，观察现象并记录，这是为了验证猜想二是否正确； （2）改变钩码个数，移动悬挂位置，分别记录三次套筒被锁住时钩码离竖杆的最小距离。实验现象及数据如表： 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 钩码个数 4 4 4 4 3 2 1 钩码距竖杆距离/cm 5 8 13 15 9 6 5 实验现象 快速滑落 慢慢滑落 刚好锁住 紧紧锁住 刚好锁住 刚好锁住 刚好锁住 （3）由前四次实验可知：当横杆上挂相同重物时，重物距竖杆越_______，越容易被锁住。分析第5、6、7次实验数据发现，横杆上所挂的物重越小，被锁住的最小距离越_______； （4）小王结合所学知识对其中的道理进行了如下分析：套筒及横杆相当于一个杠杆，如图4所示，当套筒被锁住时，A为支点，、为动力臂和阻力臂，根据杠杆的平衡条件，当和一定时，越大，套筒上B点受到竖杆的支持力就越大，因为物体间力的作用是相互的，所以套筒对竖杆的压力也越大，从而使竖杆给套筒的_______力越大，这个力的方向是_______，最终可阻碍套筒下滑，从而将它锁住； （5）你认为影响套筒被锁住的因素还有_______（写出一条，合理即可）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $