《2025年亮点给力提优课时作业本九年级物理上册苏科版》

实验纵览
纵向深入、要点串联,一题掌握一实验
在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:

【实验操作设问】
(1) 实验开始时,杠杆的位置如图甲所示.为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向____(选填“左”或“右”)移动,在实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的是____.
(2) 杠杆平衡后,小英同学在图乙所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上____个钩码,使杠杆在水平位置平衡.若此时两边同时再加一个钩码,两边____(选填“能”或“不能”)平衡,若不能,杠杆将向____(选填“左”或“右”)侧倾斜.
【能力提升设问】
(3) 数据处理 调节杠杆平衡后,在不同的位置挂不同数量的钩码,使杠杆重新平衡,得到如表中的实验数据.某同学分析实验数据得到结论:____.

(4) 图像分析 如图丙,左边的钩码个数和位置保持不变,弹簧测力计的作用点固定,只改变其与水平方向的夹角$\theta$,仍使杠杆在水平方向平衡,能描述测力计示数$F与\theta$关系的大致图像是____.

(5) 交流评估 实验中小明发现用图丁所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡,但老师建议不宜采用这种方式,其主要原因为____.
A. 一个人无法独立操作
B. 不方便测量力臂
C. 力和力臂数目过多,不易得出结论
D. 杠杆不平衡
(6) 批判质疑 如图戊所示,小华进行实验时通过弹簧测力计来施加动力,测量并记录了多组数据,分析所测数据后,小华发现,每次实验都是$F _ { 3 } l _ { 3 } ＞ F _ { 4 } l _ { 4 }$,这种情况显然不是误差造成的,经过分析,排除了$l _ { 3 }$、$F _ { 3 }$、$l _ { 4 }$发生测量错误的可能性.那么,为什么每次测出来的动力都偏小呢?原因是____.请你帮他想出一种合适的方法解决这个问题:____.
【拓展创新设问】
(7) 结论应用 完成实验后小明突发奇想,想利用该杠杆制作一个直接测量液体密度的“密度天平”.其制作过程和原理如下:选择一根长1m的杠杆,调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡;在左侧离中点10cm的A位置用细线固定一个质量为200g、容积为60mL的容器;右侧用细线悬挂一质量为50g的钩码(细线的质量忽略不计),如图a.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,在钩码悬挂位置直接读出液体的密度.
① 该“密度天平”的“零刻度”应标在右端离支点$O$____cm处;
② 该“密度天平”的最大测量值是____$\mathrm { g } / \mathrm { cm } ^ { 3 }$;
③ 若要将该“密度天平”的量程变大,可采用什么方法:____.

(8) 创新装置 实验中小明曾提出“力的作用点到支点的距离影响杠杆的平衡”.为判断这一观点是否正确,小华制作了一个密度均匀的圆盘(相当于杠杆),圆盘可以绕着圆心$O$转动(转轴阻力忽略不计),如图b所示.他先在圆盘的C点挂上4个钩码,又在G点挂上一定数量的钩码后,圆盘在图示位置平衡,此时CD水平;接着他将挂在G点的钩码先后挂在____两个点又进行了两次实验,发现圆盘仍在图示位置平衡,则说明小明的观点是____的.
(9) 模型建构 实验完成后,小明想起,人们从地面上搬起重物时,常见的做法是直接弯腰(如图c)或下蹲弯曲膝盖(如图d)将重物搬起,哪种做法更好呢?下面建立模型说明这个问题.将人的脊柱简化为杠杆,如图e所示,脊柱可绕骶骨(轴)O转动,腰背部复杂肌肉的等效拉力$F$作用在A点,其实际作用方向与脊柱夹角为$12 ^ { \circ }$且保持不变.搬箱子时的拉力$F ^ { \prime }$作用在肩关节B点,在B点挂一重物代替箱子.用测力计沿$F$方向拉,使模型静止,可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小.接着,改变脊柱与水平面的夹角即改变杠杆与水平面的夹角$\alpha$,多次实验得出结论.
① 当$\alpha$角增大时,$F$____(选填“变大”“变小”或“不变”);
② 如果考虑到人上半身的重力,那么腰背部肌肉的实际拉力将比图e中的$F$要____(选填“大”或“小”);
③ 由以上分析可得,____(选填“c”或“d”)图中的姿势比较正确.

答案：
对点实验1　探究杠杆的平衡条件
(1)右　便于测量力臂大小　
(2)3　不能　左
(3)$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$　
(4)B　
(5)C　
(6)弹簧测力计自身受到重力　在钩码的同侧，竖直向上拉动弹簧测力计　
(7)①40　②0.83　③增大钩码的质量
(8)D、N　错误　
(9)①变小
②大　③d　解析:
(1)如图甲所示，杠杆左端下沉，其右端偏高，应将平衡螺母向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡;在实验过程中让杠杆在水平位置平衡，此时力臂在杠杆上,便于测量力臂大小.
(2)设杠杆上一个小格的长度是L，一个钩码重是G,根据杠杆的平衡条件可得$2G×3L=nG×2L$,解得$n=3$,即可在B位置挂上3个钩码;在杠杆左右两边钩码下同时加一个相同的钩码，则$3G×3L＞4G×2L$,所以杠杆左端下沉，这时杠杆将向左侧倾斜.
(3)由表可得，第一组数据:$F_{1}l_{1}=5N×8cm=8N×5cm=F_{2}l_{2}$,第二组数据:$F_{1}l_{1}=4N×10cm=10N×4cm=F_{2}l_{2}$,第三组数据:$F_{1}l_{1}=3N×15cm=15N×3cm=F_{2}l_{2}$,综上所述,该同学得出的结论为$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$.
(4)当测力计和杠杆的夹角从$0^{\circ}$逐渐增加到$90^{\circ}$时，动力臂越来越大，动力越来越小，当测力计和杠杆垂直时，动力臂最大，动力最小，当测力计和杠杆的夹角从$90^{\circ}$逐渐增加到$180^{\circ}$时，动力臂越来越小,动力越来越大;由于θ为$0^{\circ}$或$180^{\circ}$时，动力臂为0,杠杆不可能平衡，故A、C、D错误，B正确.
(5)实验中左侧的力臂和力的数量过多，计算繁琐，不易得出结论.故选C.
(6)弹簧测力计本身也有重力,倒着使用，自身重力会对实验结果造成影响;为了避免弹簧测力计自身重力的影响，可在钩码同侧竖直向上拉动弹簧测力计.
(7)①容器中不加液体时，根据杠杆的平衡条件可得$F_{1}L_{1}=F_{2}L_{2}$,即$200g×10cm=50g×L_{2}$,解得$L_{2}=40cm$,应将该“密度天平”的“零刻度”标在支点O右侧40cm处.②根据题意，钩码移动至最右端，该“密度天平”达到最大量程，设OA长度为$L_{1}^{'}$，O点距最右端的距离为$L_{2}^{'}$，容器的质量为$m_{1}$，钩码的质量为$m_{2}$，容器中加满液体的质量为m，由杠杆平衡条件得$(m_{1}+m)gL_{1}^{'}=m_{2}gL_{2}^{'}$，已知$m_{1}=200g$，$m_{2}=50g$，$L_{1}^{'}=10cm$，$L_{2}^{'}=\frac{1}{2}×1m=0.5m=50cm$，代入上式解得，$m=50g$，则液体的密度$ρ=\frac{m}{V}=\frac{50g}{60cm^{3}}\approx0.83g/cm^{3}$，即该“密度天平”的最大测量值为$0.83g/cm^{3}$.③当钩码的质量适当增大时，说明杠杆一侧的力增大，在力臂关系相同的情况下，另一侧的力也会增大，即该“密度天平”的量程将增大.
(8)由题意知，左右两边对圆盘的拉力不变，左边力臂不变，根据杠杆的平衡条件得$F_{1}L_{1}=F_{2}L_{2}$，要使圆盘平衡，右边力臂也应保持不变，要判断力的作用点到支点的距离是否影响杠杆平衡，应改变力的作用点到支点的距离，所以可以将挂在G点的钩码先后挂在D、N两个点进行实验，这样右边的力臂始终为OD;由以上实验现象可知，力的作用点到支点的距离发生变化，并没有影响杠杆的平衡，故小明的观点是错误的.
(9)①如图为杠杆示意图，由图可知:当α角增大时,阻力臂$L'$变小;由于拉力F的方向与脊柱夹角始终为$12^{\circ}$，且OA这段距离不变，则O点到F作用线的距离不变，即动力臂不变，阻力为箱子的重力不变，根据杠杆平衡条件可知,F变小;
　　　　　
②如果考虑到人上半身的重力，由于上半身的重力会阻碍杠杆的转动，根据杠杆平衡条件可知:实际拉力将变大;③比较c、d两种姿势可知:c中支点太高，在搬起物体时，阻力臂减小得慢，则腰背部复杂肌肉要比较长时间地使用较大的力，所以c中姿势不正确,d中姿势比较正确.