《2025年综合应用创新题典中点八年级物理下册教科版》

7.(教材素材题)如图所示为锅炉保险阀门的示意图，当阀门受到的水蒸气压力超过其安全值时，阀门就会被拉开。要控制锅炉内水蒸气压强安全值较小，可适当将重物向________（选填“远离”或“靠近”）O点方向移动。若OB = 2 m，OA = 0.5 m，阀门的底面积S = 2 cm²，锅炉内气体压强的安全值p = 6×10⁵ Pa，则此时阀门所受锅炉内气体的压力为______N，B处所挂重物的重力为________N。（杠杆的重力、摩擦均不计，大气压为1.0×10⁵ Pa）

答案： 靠近;120;25　　[点拨]要控制锅炉内水蒸气压强安全值较小，即A处所受压力变小，其力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，可以将重物靠近O点，减小阻力臂;由$p=\frac{F}{S}$可知，锅炉内气体产生的向上的力$F_{1}=pS=6\times10^{5}\ Pa\times2\times10^{-4}\ m^{2}=120\ N$;大气产生的向下的压力$F_{2}=p_{0}S=1.0\times10^{5}\ Pa\times2\times10^{-4}\ m^{2}=20\ N$，则A点受到的向上的力$F = F_{1}-F_{2}=120\ N - 20\ N = 100\ N$，根据杠杆的平衡条件可知$F\cdot OA = G\cdot OB$，所以重物的重力$G=\frac{F\cdot OA}{OB}=\frac{100\ N\times0.5\ m}{2\ m}=25\ N$。

8.(小制作)“创新”小组用自制的如图所示的“密度天平”测量液体的密度。选择一根长1 m的杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡，O为中点（如图所示）。在左侧离中点10 cm的A位置用细线固定一个质量为150 g、容积为80 mL的容器。右侧用细线悬挂一个质量为50 g的钩码（细线的质量忽略不计）。测量时往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，由钩码悬挂位置就可以直接读出液体的密度。在某次实验中，左边容器内加满某种液体，移动右侧钩码到距离O点48 cm处，杠杆在水平位置平衡，则杠杆上的A位置受到的拉力为________N，此时测出液体的密度为________g/cm³。（g取10 N/kg）

答案： 2.4;1.125　　[点拨]钩码受到的重力$G = mg = 50\times10^{-3}\ kg\times10\ N/kg = 0.5\ N$，钩码对杠杆的拉力大小等于重力，根据杠杆的平衡条件，有$F\times10\ cm = 0.5\ N\times48\ cm$，则$F = 2.4\ N$。细线对A点的拉力大小等于容器与液体总重力，即$F = G_{容}+G_{液}$，则$G_{液}=F - G_{容}=F - m_{容}g = 2.4\ N - 150\times10^{-3}\ kg\times10\ N/kg = 0.9\ N$，液体的质量$m_{液}=\frac{G_{液}}{g}=\frac{0.9\ N}{10\ N/kg}=0.09\ kg = 90\ g$，液体的密度$\rho=\frac{m_{液}}{V}=\frac{90\ g}{80\ mL}=\frac{90\ g}{80\ cm^{3}}=1.125\ g/cm^{3}$。

9.(传统文化)[2023·资阳]“不倒翁”是一种古老的中国儿童玩具，最早记载出现于唐代。其特点是一经触动就会摇摆，并可在自身重力作用下恢复直立状态。图甲为一“不倒翁”静置于水平面的实物图，图乙为其受到拉力F后处于倾斜静止状态的简化示意图。如果C为“不倒翁”的重心，P为拉力F作用点。请在图乙中画出此时不倒翁所受的重力G、支持力N、最小拉力F及其力臂L。

答案：
如图所示
　　　　　　　　

10.[2024·湖南]小明和小洁一起做“探究杠杆的平衡条件”实验，实验室提供了如下图所示杠杆（支点为O）、支架、10个钩码(每个重0.5 N)。

(1)如图甲所示，实验开始前，应向________端调节螺母，使杠杆在水平位置平衡；挂上钩码后，每次都要让杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于直接读取____________。
(2)小明取2个钩码，挂在支点左侧某处，再取4个钩码挂在支点的________侧进行实验，使杠杆在水平位置平衡后，记录下数据。
(3)(实验操作补充)完成三次实验后分析数据，他们得出了杠杆的平衡条件。下表主要呈现了第3次实验数据。
|实验序号|动力F₁/N|动力臂L₁/cm|阻力F₂/N|阻力臂L₂/cm|
|----|----|----|----|----|
|1|…|…|…|…|
|2|…|…|…|…|
|3|2.5|20.0|2.0|25.0|
小明在第3次实验的基础上，在支点左侧F₁处继续加钩码直到F₁为3.5 N，如图乙所示，但发现此时用剩下的3个钩码无法让杠杆再次在水平位置平衡。小洁想利用现有器材帮助小明完成F₁为3.5 N的第4次实验，她应该通过______________________________，使杠杆再次在水平位置平衡。（请结合具体数据进行说明，可保留一位小数）

答案：
(1)右;力臂大小　
(2)右
(3)将$F_{1}$对应的7个钩码向右移动至杠杆左侧10.7 cm刻度线处