《2025年综合应用创新题典中点九年级物理上册苏科版》

6. (科学思维 模型建构)晾衣架主要由主梁和支架组成,其结构简图如图所示。在衣服由主梁右端缓慢移动到左端的过程中,右支架对主梁的拉力F与衣服移动距离s的关系图像正确的是 (A)

答案： A 【点拨】在衣服由主梁右端缓慢移动到左端的过程中,以左侧的支架与主梁的交点为支点,右支架对主梁的拉力F为动力,衣服对杠杆的拉力为阻力,大小等于衣服的重力G,动力臂为整个主梁的长度,设为l,阻力臂为l - s,根据杠杆平衡条件可得:Fl=G(l - s),拉力F= (G(l - s))/l=G - (Gs)/l,由关系式知:右支架对主梁的拉力F与衣服移动距离s成一次函数关系,且拉力随s的增大而减小。

7. (跨学科 工程实践)如图甲为某种吊车的工作示意图。利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动,伸缩撑杆为圆弧状,伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。从图甲到图乙所示的仅缩短吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力渐渐变小,从图乙到图丙所示的仅匀速放下吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力渐渐变大。(均填“变小”“变大”或“不变”)

答案： 变小;变大 【点拨】从图甲到图乙所示的仅缩短吊臂的过程中,动力臂不变,阻力臂变小,阻力不变,根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂可知,动力减小;从图乙到图丙所示的仅匀速放下吊臂的过程中,吊臂顺时针转动,阻力不变,阻力臂变大;伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,则动力臂不变,根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂可知,动力变大。

8. 跨学科·学科综合 2024·仪征月考 某同学锻炼时,双脚并拢,脚尖O触地,脚后跟踮起,手掌支撑在竖直墙壁上,手臂水平,A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示。若该同学质量为60kg,不计墙壁对手掌的摩擦力,墙壁对她的支撑力约为____N;若她只将胳膊弯曲,墙壁对手掌的支撑力F将会____。(g取10N/kg)

答案：
225;变大 【点拨】以O为支点,将人体看作一个杠杆,人的重力为阻力,支撑力为动力,作出两个力的力臂,如图所示。由图可知,动力臂为8个小格,阻力臂为3个小格,设每个小格宽为l₀,根据杠杆的平衡条件可得:F×l₁=G×l₂,即F×8l₀=mg×3l₀=60 kg×10 N/kg×3l₀,解得:F=225 N。只将胳膊弯曲时,身体会向前倾,阻力臂变大,在阻力和动力臂不变时,由杠杆的平衡条件可知,动力F也变大。

9. 跨学科·传统文化 2024·溧阳一模 《天工开物》中记载了中国古人利用桔槔汲水的情景(如图甲所示),如今一些农田在灌溉时仍然传承着这种汲水方式。据此,小明改制了如图乙所示装置模拟桔槔汲水,横杆AB可绕O处的转轴转动,A处系有配重铁块,B处悬挂水桶,C处连接一根细杆,使用时人可对细杆施加竖直向上的推力或竖直向下的拉力。已知OA长为20cm,OB长为50cm,BC长为10cm。横杆的自重、支点处的摩擦、细杆和悬线以及水桶的重力均忽略不计,为使横杆在水平位置静止,则:
(1)当B处提起40N的水、C处没有施力时,求出配重铁块的重G₀。
(2)当A处配重铁块重120N,B处仍提起40N重的水时,求人对C处细杆的力$F_1。$
(3)当A处配重铁块重120N,B处提起60N重的水时,求人对C处细杆的力$F_2。$

答案： 【解】
(1)依据杠杆的平衡条件可得,G₀×OA=G水×OB,G₀×20 cm=40 N×50 cm,则配重铁块的重G₀=100 N。
(2)当A处铁块重G₁=120 N,B处受到的拉力仍为40 N时,杠杆平衡在水平位置,因为G₁×OA=120 N×20 cm＞G水×OB=40 N×50 cm,杠杆逆时针转动,所以人在C处对细杆施加向下的拉力F₁,力臂为OC=OB - BC=50 cm - 10 cm=40 cm,根据杠杆平衡条件知,G₁×OA=G水×OB+F₁×OC,120 N×20 cm=40 N×50 cm+F₁×40 cm,则人对C处细杆的力F₁=10 N。
(3)当A处配重铁块重G₁=120 N,B处提起60 N重的水时,杠杆平衡在水平位置,因为G₁×OA=120 N×20 cm＜G水'×OB=60 N×50 cm,杠杆顺时针转动,人在C处对细杆施加竖直向上的推力F₂,根据杠杆平衡条件知,G₁×OA+F₂×OC=G水'×OB,120 N×20 cm+F₂×40 cm=60 N×50 cm,则人对C处细杆的力F₂=15 N。