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6. 如图甲，使圆柱体缓慢下降，直至其全部没入水中，整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示。圆柱体受到的重力是
2.0
N；圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强是1000
Pa；圆柱体受到的最大浮力是0.5
N。（g取10 N/kg，忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化）答案
6.2.0 1 000 0.5
解析
【分析】
要解决本题，需结合图像分析圆柱体的受力与浸入过程：①当圆柱体未浸入水中时，弹簧测力计示数等于其重力；②当圆柱体刚好完全浸没时，可从图像确定下表面的深度，进而计算压强；③完全浸没后拉力不变，利用称重法可求最大浮力。
【解析】
1. 求圆柱体的重力：由图乙可知，当圆柱体下降高度$ h $在$ 0∼10\ \mathrm{cm} $时，圆柱体未浸入水中，弹簧测力计的拉力等于圆柱体的重力，因此$ G = F = 2.0\ \mathrm{N} $。
2. 求下表面受到的水的压强：当$ h=20\ \mathrm{cm} $时，圆柱体刚好全部浸没，此时圆柱体从接触水面到刚好浸没下降的距离为$ 20\ \mathrm{cm} - 10\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm} = 0.1\ \mathrm{m} $，即下表面在水中的深度$ h = 0.1\ \mathrm{m} $。根据液体压强公式$ p = \rho gh $，代入$ \rho = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $、$ g = 10\ \mathrm{N/kg} $，得$ p = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.1\ \mathrm{m} = 1000\ \mathrm{Pa} $。
3. 求最大浮力：当圆柱体完全浸没时，弹簧测力计的拉力$ F_{\mathrm{拉}} = 1.5\ \mathrm{N} $，根据称重法，最大浮力$ F_{\mathrm{浮}} = G - F_{\mathrm{拉}} = 2.0\ \mathrm{N} - 1.5\ \mathrm{N} = 0.5\ \mathrm{N} $。
【答案】
2.0；1000；0.5
【知识点】
浮力计算；液体压强计算；称重法测浮力
【点评】
本题结合F-h图像考查浮力与液体压强的基础计算，核心是从图像中提取对应物理过程的信息，难度适中，属于常规应用题型。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需结合图像分析圆柱体的受力与浸入过程：①当圆柱体未浸入水中时，弹簧测力计示数等于其重力；②当圆柱体刚好完全浸没时，可从图像确定下表面的深度，进而计算压强；③完全浸没后拉力不变，利用称重法可求最大浮力。
【解析】
1. 求圆柱体的重力：由图乙可知，当圆柱体下降高度$ h $在$ 0∼10\ \mathrm{cm} $时，圆柱体未浸入水中，弹簧测力计的拉力等于圆柱体的重力，因此$ G = F = 2.0\ \mathrm{N} $。
2. 求下表面受到的水的压强：当$ h=20\ \mathrm{cm} $时，圆柱体刚好全部浸没，此时圆柱体从接触水面到刚好浸没下降的距离为$ 20\ \mathrm{cm} - 10\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm} = 0.1\ \mathrm{m} $，即下表面在水中的深度$ h = 0.1\ \mathrm{m} $。根据液体压强公式$ p = \rho gh $，代入$ \rho = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 $、$ g = 10\ \mathrm{N/kg} $，得$ p = 1.0 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.1\ \mathrm{m} = 1000\ \mathrm{Pa} $。
3. 求最大浮力：当圆柱体完全浸没时，弹簧测力计的拉力$ F_{\mathrm{拉}} = 1.5\ \mathrm{N} $，根据称重法，最大浮力$ F_{\mathrm{浮}} = G - F_{\mathrm{拉}} = 2.0\ \mathrm{N} - 1.5\ \mathrm{N} = 0.5\ \mathrm{N} $。
【答案】
2.0；1000；0.5
【知识点】
浮力计算；液体压强计算；称重法测浮力
【点评】
本题结合F-h图像考查浮力与液体压强的基础计算，核心是从图像中提取对应物理过程的信息，难度适中，属于常规应用题型。
【难度系数】
0.6
三、作图题。
1. 攀岩是年轻人非常喜欢的一种运动，图甲是一名攀岩运动员拉着绳子停在峭壁上的情景，图乙是这一时刻的简化图。请在图乙中以运动员的重心O为作用点，画出运动员受到的重力和支持力的示意图。
2. 在图中画出杠杆所受动力$F_1$的力臂。
1. 攀岩是年轻人非常喜欢的一种运动，图甲是一名攀岩运动员拉着绳子停在峭壁上的情景，图乙是这一时刻的简化图。请在图乙中以运动员的重心O为作用点，画出运动员受到的重力和支持力的示意图。
2. 在图中画出杠杆所受动力$F_1$的力臂。
答案
1.
2.
解析
【分析】
本题是两道力学作图题，解题思路如下：
1. 画力的示意图：重力方向始终竖直向下，作用点在运动员重心O处；支持力是峭壁对运动员的弹力，方向垂直于峭壁向上，作用点也在O处，只需从O点沿对应方向画带箭头的线段并标注力的符号即可。
2. 画力臂：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，先确定杠杆支点O，再延长动力F₁的作用线，从O点向F₁作用线作垂线，垂线段即为动力臂，最后标注力臂符号和垂直符号。
【解析】
1. 重力示意图：从重心O点沿竖直向下方向画带箭头线段，标注G；支持力示意图：从O点沿垂直峭壁向上方向画带箭头线段，标注F支。
2. 动力臂画法：①确定支点为O；②用虚线延长动力F₁的作用线；③从O点向F₁的作用线作垂线，垂线段为动力臂L₁，标注垂直符号和L₁。
【答案】
1.
2.
【知识点】
力学作图、力的示意图、力臂
【点评】
本题考查初中力学基础作图技能，涉及重力、支持力示意图绘制和力臂画法，是力学常考基础题，需掌握基本作图规则。
【难度系数】
0.7
本题是两道力学作图题，解题思路如下：
1. 画力的示意图：重力方向始终竖直向下，作用点在运动员重心O处；支持力是峭壁对运动员的弹力，方向垂直于峭壁向上，作用点也在O处，只需从O点沿对应方向画带箭头的线段并标注力的符号即可。
2. 画力臂：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，先确定杠杆支点O，再延长动力F₁的作用线，从O点向F₁作用线作垂线，垂线段即为动力臂，最后标注力臂符号和垂直符号。
【解析】
1. 重力示意图：从重心O点沿竖直向下方向画带箭头线段，标注G；支持力示意图：从O点沿垂直峭壁向上方向画带箭头线段，标注F支。
2. 动力臂画法：①确定支点为O；②用虚线延长动力F₁的作用线；③从O点向F₁的作用线作垂线，垂线段为动力臂L₁，标注垂直符号和L₁。
【答案】
1.
2.
【知识点】
力学作图、力的示意图、力臂
【点评】
本题考查初中力学基础作图技能，涉及重力、支持力示意图绘制和力臂画法，是力学常考基础题，需掌握基本作图规则。
【难度系数】
0.7
四、实验探究题。
在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小叶同学用刻度均匀的轻质杠杆完成以下实验，已知每个钩码重0.5 N。
(1)如图甲所示，静止的杠杆处于
(2)小叶同学完成如图乙所示的操作后，保持挂钩码的位置不变，但从左右各取下一个钩码（每个钩码的质量相同），杠杆将
(3)实验过程中，小叶保持阻力、阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出每一组动力臂$ l_1 $和动力$ F_1 $的数据，并利用实验数据绘制了$ l_1 $与$ F_1 $的关系图像如图丙所示。根据图像推算，当$ l_1 $为0.5 m时，$ F_1 = $
(4)小叶将实验改成了图丁所示的操作，在A处正下方悬挂一个小石块，在B处施加一个与竖直方向夹角为$ 60° $的拉力F，杠杆恰好在水平位置平衡。若拉力F的大小如图戊所示，则拉力F=
在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小叶同学用刻度均匀的轻质杠杆完成以下实验，已知每个钩码重0.5 N。
(1)如图甲所示，静止的杠杆处于
平衡
（选填“平衡”或“非平衡”）状态；要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向右
调节，目的是便于直接从杠杆上读出力臂
。(2)小叶同学完成如图乙所示的操作后，保持挂钩码的位置不变，但从左右各取下一个钩码（每个钩码的质量相同），杠杆将
不能
（选填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡。这时杠杆的动力或阻力是钩码对杠杆的拉力
（选填“钩码受到的重力”“钩码对杠杆的拉力”或“杠杆对钩码的拉力”）。(3)实验过程中，小叶保持阻力、阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出每一组动力臂$ l_1 $和动力$ F_1 $的数据，并利用实验数据绘制了$ l_1 $与$ F_1 $的关系图像如图丙所示。根据图像推算，当$ l_1 $为0.5 m时，$ F_1 = $
0.6
N。(4)小叶将实验改成了图丁所示的操作，在A处正下方悬挂一个小石块，在B处施加一个与竖直方向夹角为$ 60° $的拉力F，杠杆恰好在水平位置平衡。若拉力F的大小如图戊所示，则拉力F=
2
N，该石块的质量为0.2
kg。（不计绳重与摩擦，g取10 N/kg）答案
(1)平衡 右 便于直接从杠杆上读出力臂
(2)不能 钩码对杠杆的拉力
(3)0.6
(4)2 0.2
(2)不能 钩码对杠杆的拉力
(3)0.6
(4)2 0.2
解析
【分析】
本题围绕“探究杠杆的平衡条件”实验展开，需结合杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，依次分析每个问题：
1. 平衡状态的判断、杠杆调平的操作及目的；
2. 杠杆平衡的判断、力的作用对象；
3. 利用阻力阻力臂不变，结合图像数据计算动力；
4. 弹簧测力计读数、力臂的计算及杠杆平衡条件的实际应用。
【解析】
(1) 杠杆静止时，根据平衡状态的定义（静止或匀速直线运动均为平衡状态），属于平衡状态；图甲中杠杆左端低右端高，需将平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡，此时力臂与杠杆重合，便于直接从杠杆上读出力臂。
(2) 设每个钩码重$G$，每格长度为$L$，图乙中左右各取下一个钩码后，左边力和力臂的乘积为$2G×2L=4GL$，右边为$1G×3L=3GL$，因$4GL＞3GL$，故杠杆不能平衡；动力/阻力是钩码对杠杆的拉力（钩码的重力作用在钩码上，对杠杆的作用力为拉力）。
(3) 实验中阻力、阻力臂不变，因此$F_1l_1$为定值。由图丙，当$F_1=1N$时，$l_1=0.3m$，定值为$1N×0.3m=0.3N·m$；当$l_1=0.5m$时，$F_1=\frac{0.3N·m}{0.5m}=0.6N$。
(4) 图戊弹簧测力计分度值为$0.2N$，示数为$2N$；图丁中，设$OB=4L$，拉力$F$与竖直方向成$60°$，其力臂为$OB×sin30°=4L×0.5=2L$；A处石块的力臂为$2L$，根据杠杆平衡条件：$F×2L=G×2L$，得石块重力$G=F=2N$，石块质量$m=\frac{G}{g}=\frac{2N}{10N/kg}=0.2kg$。
【答案】
(1)平衡；右；便于直接从杠杆上读出力臂
(2)不能；钩码对杠杆的拉力
(3)0.6
(4)2；0.2
【知识点】
杠杆平衡条件；力臂；弹簧测力计读数
【点评】
本题是杠杆实验的综合考查，涵盖实验操作、平衡判断、图像分析及实际应用，需熟练掌握杠杆平衡条件的应用，注意力臂的正确计算，是力学实验的核心内容。
【难度系数】
0.5
本题围绕“探究杠杆的平衡条件”实验展开，需结合杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，依次分析每个问题：
1. 平衡状态的判断、杠杆调平的操作及目的；
2. 杠杆平衡的判断、力的作用对象；
3. 利用阻力阻力臂不变，结合图像数据计算动力；
4. 弹簧测力计读数、力臂的计算及杠杆平衡条件的实际应用。
【解析】
(1) 杠杆静止时，根据平衡状态的定义（静止或匀速直线运动均为平衡状态），属于平衡状态；图甲中杠杆左端低右端高，需将平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡，此时力臂与杠杆重合，便于直接从杠杆上读出力臂。
(2) 设每个钩码重$G$，每格长度为$L$，图乙中左右各取下一个钩码后，左边力和力臂的乘积为$2G×2L=4GL$，右边为$1G×3L=3GL$，因$4GL＞3GL$，故杠杆不能平衡；动力/阻力是钩码对杠杆的拉力（钩码的重力作用在钩码上，对杠杆的作用力为拉力）。
(3) 实验中阻力、阻力臂不变，因此$F_1l_1$为定值。由图丙，当$F_1=1N$时，$l_1=0.3m$，定值为$1N×0.3m=0.3N·m$；当$l_1=0.5m$时，$F_1=\frac{0.3N·m}{0.5m}=0.6N$。
(4) 图戊弹簧测力计分度值为$0.2N$，示数为$2N$；图丁中，设$OB=4L$，拉力$F$与竖直方向成$60°$，其力臂为$OB×sin30°=4L×0.5=2L$；A处石块的力臂为$2L$，根据杠杆平衡条件：$F×2L=G×2L$，得石块重力$G=F=2N$，石块质量$m=\frac{G}{g}=\frac{2N}{10N/kg}=0.2kg$。
【答案】
(1)平衡；右；便于直接从杠杆上读出力臂
(2)不能；钩码对杠杆的拉力
(3)0.6
(4)2；0.2
【知识点】
杠杆平衡条件；力臂；弹簧测力计读数
【点评】
本题是杠杆实验的综合考查，涵盖实验操作、平衡判断、图像分析及实际应用，需熟练掌握杠杆平衡条件的应用，注意力臂的正确计算，是力学实验的核心内容。
【难度系数】
0.5
