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5.古希腊科学家在沐浴时破解了王冠真伪之谜，揭示了浮力与排开液体重力的关系，这就是著名的
阿基米德
原理。他的名言“给我一个支点，我可以撬动地球。”中描述的简单机械名称是杠杆
。答案
5.阿基米德 杠杆
[阿基米德通过观察物体排开液体的体积与浮力的关系,总结出阿基米德原理,其核心结论为浮力等于排开液体的重力。名言中“支点”对应杠杆的固定点,“撬动”体现了杠杆的作用,因此描述的简单机械是杠杆。]
[阿基米德通过观察物体排开液体的体积与浮力的关系,总结出阿基米德原理,其核心结论为浮力等于排开液体的重力。名言中“支点”对应杠杆的固定点,“撬动”体现了杠杆的作用,因此描述的简单机械是杠杆。]
6.如图所示为等刻度轻质杠杆，A处挂4 N的物体，若使杠杆在水平位置平衡，则应在B处施加竖直向
上
（填“上”或“下”），大小为2
N。答案
6.上 2
[设每一小格的长度为1,O为支点,A点处物体的重力为阻力,方向竖直向下,OA为阻力臂,长为2,在B点施加的力为动力,OB为动力臂,长为4,根据杠杆的平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$可知,在B处施加的力大小为2 N,方向竖直向上。]
[设每一小格的长度为1,O为支点,A点处物体的重力为阻力,方向竖直向下,OA为阻力臂,长为2,在B点施加的力为动力,OB为动力臂,长为4,根据杠杆的平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$可知,在B处施加的力大小为2 N,方向竖直向上。]
7.如图所示，将重为G的均匀木棒竖直悬挂于O点，在其下端施加一个始终垂直于木棒的动力F，让木棒缓慢地转动到图中虚线所示的位置，则阻力臂将
变大
，动力F将变大
。（均填“变大”“变小”或“不变”）答案
7.变大 变大
[将木棒缓慢地转动到图中虚线所示的位置,拉力F始终垂直于棒,则动力臂不变:阻力为杠杆的重力,其大小也不变;当木棒在竖直位置时,重力的力臂(阻力臂)为0,转到图中虚线所示的位置的过程中,重力的力臂逐渐变大。因阻力(即重力)不变,阻力臂变大,动力臂不变,所以,由杠杆的平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$,可知动力F变大。]
[将木棒缓慢地转动到图中虚线所示的位置,拉力F始终垂直于棒,则动力臂不变:阻力为杠杆的重力,其大小也不变;当木棒在竖直位置时,重力的力臂(阻力臂)为0,转到图中虚线所示的位置的过程中,重力的力臂逐渐变大。因阻力(即重力)不变,阻力臂变大,动力臂不变,所以,由杠杆的平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$,可知动力F变大。]
8. 如图所示,利用杠杆投掷石球,作用在A点的力沿
b
(填“a”“b”或“c”)方向时最小。如果最小力为400 N,OA:AB=1:5,则此石球的重力为100
N。(不计杠杆自重及摩擦)答案
8.b 100
[利用如图所示杠杆投掷石球,在投掷时,阻力和阻力臂一定,要想动力最小,必须动力臂最长,动力沿b方向时,动力臂最长。根据杠杆平衡条件可得$G×OB=F×OA$,因为OA：AB=1：5,所以OA：OB=OA：(AB-OA)=1：4,所以石球的重力为$G=\frac{F×OA}{OB}=\frac{400\ \mathrm{N}×1}{4}=100\ \mathrm{N}$。]
[利用如图所示杠杆投掷石球,在投掷时,阻力和阻力臂一定,要想动力最小,必须动力臂最长,动力沿b方向时,动力臂最长。根据杠杆平衡条件可得$G×OB=F×OA$,因为OA：AB=1：5,所以OA：OB=OA：(AB-OA)=1：4,所以石球的重力为$G=\frac{F×OA}{OB}=\frac{400\ \mathrm{N}×1}{4}=100\ \mathrm{N}$。]
9. 如图是古代劳动人民用吊杆汲水的简化图,请画出杠杆上A点受到的拉力$F_1$及其力臂$l_1$。
答案
9.见解析图
[杠杆上A点受到的拉力$F_1$方向沿绳的方向向下,从支点向拉力$F_1$的作用线作垂线,垂线段就是力臂$l_1$,如图所示：
]