《2025年全效学习九年级科学全一册华师大版》

典例1 如图所示，杆秤秤盘上不放重物时，秤砣移至O点提纽处杆秤恰好水平平衡；秤盘上放5kg重物时，秤砣移到B处恰好使杠杆水平平衡。测得OA=6cm，OB=10cm。

(1)秤砣的质量为3kg。
(2)若OC=2OB，则C处的刻度应为10kg。
(3)若换用质量更大的秤砣称5kg的物体，其读数比实际质量小(选填“大”或“小”)。因此，杆秤不能随意更换秤砣。

答案：
(1)3kg　
(2)10　
(3)小

变式1-1 如今城市普遍存在着停车难的问题，如图甲所示是集存车、绿化、景观、防盗、户外广告等多功能为一体的“路边空中绿化存车亭”；存车时只需40s就可以把车子从地面升起停在2m高空。如图乙所示为“路边空中绿化存车亭”的工作原理图，其中A为存车架，O为杆OB的转动轴，杆的B端固定悬挂泊车装置，BC为牵引OB杆转动的钢丝绳，由电动机牵引。存车时，汽车开到存车架上，电动机通过钢丝绳BC将杆OB拉到一定高度固定；取车时，OB杆放下使存车架落回地面。请根据以上信息回答下列问题(忽略OB的重力和机械各部分的摩擦力，g取10N/kg)：

(1)图乙中，C轮的作用是改变力的方向。杠杆OB属于省力(选填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)如图乙所示，若停放的汽车质量为1.2t，B点到地面的垂直距离为3m，车的重心距离地面2m，OB长为5m，BC间距离为1m，此时钢丝绳所受到的拉力大小为多少。

答案：

(1)改变力的方向　　省力
(2)作用在杠杆上的阻力、阻力臂以及动力、动力臂,如图所示:
　　　　　　　　　
　已知直角三角形$OBE$中，$OB = 5m$，$BE = 3m$，故$OE = \sqrt{5^{2}-3^{2}}m = 4m$，由$F_{1}L_{1}=F_{2}L_{2}$可得拉力$F_{1}=\frac{F_{2}L_{2}}{L_{1}}=\frac{1200kg×10N/kg×4m}{5m}=9600N$。

变式1-2 小科在商场里买到一个有趣的玩具——“喝水鸟”（如图甲所示）：只要往头部滴一次水，且鸟身前面放一杯水，就能实现“低头‘喝’水——抬头——又低头‘喝’水——又抬头……”反复运动（如图乙所示）。仔细观察发现，“喝水鸟”由玻璃制成，鸟身由一支点承托，头部、玻璃管和底部连通并充满乙醚（易挥发、易液化），且整体密封。请运用所学知识解释“喝水鸟”能反复运动的原因。

答案： 水蒸发吸热，头部乙醚蒸气发生液化，气压下降，液柱上升；若把“喝水鸟”看成杠杆，随着液态乙醚上升，动力逐渐变大，动力臂也增大，阻力逐渐变小，使鸟身绕支点顺时针转动，即低头喝水；随着前倾角度变大，底部乙醚越来越少，当玻璃管下端管口部分露出液面后，底部气体沿管壁上升，液体在重力作用下回流。底部乙醚越来越多，使鸟身逆时针转动，实现抬头。[或水蒸发吸热，头部气体温度下降，气压下降，液柱上升；底部的液态乙醚沿着玻璃管逐渐上升，重心逐渐向前移动，鸟身逐渐前倾，即低头喝水；随着前倾角度变大，底部乙醚越来越少，当玻璃管下端管口部分露出液面后，底部气体沿管壁上升，液体在重力作用下回流。使鸟身逆时针转动，实现抬头(合理即可)。

典例2 小金对“杠杆平衡条件”实验进行了改进与创新。

(1)如图甲所示，若一个钩码重0.5N，则此时位置a的弹簧测力计示数是2N。当小金把弹簧测力计由位置a改变至位置b时，虽然可以直接读出力的大小，但对力臂的测量不方便，所以对实验装置进行改进。
(2)小金思考后，决定在图甲实验装置中增加如图乙所示的刻度圆盘，刻度线与图甲杠杆的刻度线标度一样，可以绕着O点旋转，装置组合后如图丙所示，利用该装置进行探究“杠杆平衡条件”，实验步骤如下：
①当弹簧测力计由位置a到位置b，逆时针旋转刻度圆盘，使弹簧测力计的拉力作用线与刻度圆盘的刻度线重合，就可在刻度圆盘刻度线上直接读出力臂。
②……
请补充实验步骤①之后的其他步骤：______。

答案：
(1)2N　力臂　　
(2)①重合　②多次改变钩码的个数和弹簧测力计方向,收集杠杆平衡时多组动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据，探究杠杆平衡的条件