《2025年实验班提优训练九年级物理上册苏科版》

8. 如图所示的轻质杠杆AOBC可绕O点转动,OA之间挂一重物,请作出使杠杆在图中平衡的最小力$F_{1}和阻力F_{2}$的示意图.

答案：
如图所示

[解析]根据杠杆平衡的条件可知,力臂越长越省力,由图知OA作为动力臂最长,所以过A点作OA的垂线,方向垂直OA向上,即为最小动力F₁;阻力F₂是重物对杠杆的拉力,作用点在杠杆上,过阻力的作用点沿竖直向下的方向画出阻力F₂的示意图,如图所示.

9. 传统文化 桔槔中的杠杆问题 (2024·广安中考)桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具,在拗石辅助下,人几乎可以不用力就能将一桶水从井中提起.如图所示,已知A点所挂拗石重力为100N,$OA:OB= 2:1$,两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向,忽略横杆和绳的重力($\rho_{水}= 1.0× 10^{3}\ \text{kg/m}^{3}$).下列说法错误的是(A).

A.桔槔平衡时,桶内水的体积为$2× 10^{-2}\ \text{m}^{3}$
B.桔槔是杠杆装置
C.桔槔平衡时,A、B两点所受的拉力之比为1:2
D.要想一次提取更多的水,可以将悬挂点A向远离O点方向移动

答案： A [解析]桔槔平衡时,由杠杆平衡条件得Fₐ×OA=Fᵦ×OB,Fᵦ=Fₐ×OA/OB=100N×2/1=200N,G桶+G水=Fᵦ=200N,G水≠200N,V水≠2×10⁻²m³,故A错误;一根硬棒能绕固定点转动,这根硬棒就是杠杆,桔槔是杠杆装置,故B正确;桔槔平衡时,由杠杆平衡条件得Fₐ×OA=Fᵦ×OB,Fₐ/Fᵦ=OB/OA=1/2,故C正确;石头对杆的拉力看成动力,悬挂点A向远离O点方向移动,可以增大动力臂,动力与动力臂的乘积变大,根据杠杆平衡条件,阻力与阻力臂的乘积也变大,而阻力臂不变,所以阻力变大,此时可提取更多的水,故D正确.

10. 如图甲所示,AB为轻质杠杆,AC为轻质硬棒且与力传感器相连,如图乙所示是物体M从A点开始向右匀速运动过程中力传感器读数大小与时间的关系图像,则物体M的质量为______g;已知OA的长度为30cm,OB足够长,AC能承受的最大弹力大小为15N,若要杆不断,物体从A点开始运动时间最长为______s.(g取10N/kg)


100012.5

答案： 1000 12.5 [解析]由题图乙知,M在A点时,传感器受到的压力是F=10N,由于轻质杠杆不计重力,所以此时传感器受到力的大小等于M重力的大小,则M受到的重力G=F=10N,则M的质量为m=G/g=10N/10N/kg=1kg=1000g.由题图乙知,M运动到支点O时,传感器受到的力是0,用时5s,OA=30cm,则M的运动速度v=OA/t=30cm/5s=6cm/s.设M运动到支点O的右边,传感器的最大弹力是F'=15N时,M距离支点O为l,则根据杠杆平衡条件得,F'×OA=G×l,15N×30cm=10N×l,解得l=45cm,则M运动的距离s'=OA+l=30cm+45cm=75cm,由速度公式得,M运动的时间t'=s'/v=75cm/6cm/s=12.5s.

11. 如图所示,质量均匀且相同的两块砖平放在水平地面上,现用竖直向上的力$F_{1}$、$F_{2}$分别作用在ab、cd的中点,使它们缓慢地竖立起来,且砖不在地面上滑动.当砖的边ab、cd刚离开地面时,$F_{1}$______(填“＞”“＜”或“=”)$F_{2}$;在ab边不断抬高的过程中,$F_{1}$的大小将______(填“变大”“变小”或“不变”).

答案：
= 不变 [解析]如图所示,力臂l₁=2l₂,l₃=2l₄,由杠杆平衡条件可知F₁l₁=Gl₂,F₂l₃=Gl₄,故F₁=Gl₂/l₁=G/2,F₂=Gl₄/l₃=G/2,则F₁=F₂.在ab边不断抬高的过程中,阻力不变,动力臂与阻力臂的比值不变,即动力臂始终是阻力臂的两倍,所以F₁的大小不变.利用比例关系即可解决问题

12. 研究杠杆平衡条件安装杠杆时,发现杠杆左端下沉,则应将右端的平衡螺母向右调节,直到杠杆在水平位置平衡.实验中,多次改变力与力臂的大小进行实验,其目的是获取多组实验数据归纳出物理普遍规律.如图所示,长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动,杆上有一光滑圆环,用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动,使杠杆保持水平状态,测力计示数F与滑环离开O点的距离s的关系如图乙所示,则杠杆的重力为100N,滑环的重力为50N.

答案： 右 获取多组实验数据归纳出物理普遍规律 100 50 [解析]杠杆左端下沉,杠杆右端上翘,要使杠杆在水平位置处于平衡状态,平衡螺母向上翘的右端移动;经过一次实验得出的实验结论可能具有偶然性,要进行多次实验,获取多组实验数据归纳出物理规律,使实验结论具有普遍性.由题意可知,金属杆是粗细均匀的杠杆,重心在杠杆的中点;由图乙可知,当s=OA=1m时,动力臂是阻力臂的二倍,此时的测力计示数F=100N,根据F₁l₁=F₂l₂可得(F - G滑)l₁=Gl₂,即100N - G滑=0.5G…①,根据图乙可知,s=0.1m时,F'=550N,则l₁'=0.1m,l₂=0.5m,根据F₁l₁=F₂l₂可得(F' - G滑)l₁'=Gl₂,即550N - G滑=5G…②,联立①②可得,G滑=50N,G=100N.