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4. 如图11-11所示，用锤子拔铁钉。已知铁钉对锤子的阻力$F_{2}$为$360N$，阻力臂$l_{2}$为$5cm$，动力臂$l_{1}$为$30cm$，求拔钉子的力$F_{1}$。
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答案
解：根据杠杆平衡条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$，
$ F_{1}=\frac{F_{2}l_{2}}{l_{1}}=\frac{360\,\mathrm{N} × 5\,\mathrm{cm}}{30\,\mathrm{cm}}=60\,\mathrm{N}$
$ F_{1}=\frac{F_{2}l_{2}}{l_{1}}=\frac{360\,\mathrm{N} × 5\,\mathrm{cm}}{30\,\mathrm{cm}}=60\,\mathrm{N}$
解析
【解析】
根据杠杆平衡条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$，对公式变形可得$F_{1}=\frac{F_{2}l_{2}}{l_{1}}$。
将$F_{2}=360\,\mathrm{N}$，$l_{2}=5\,\mathrm{cm}$，$l_{1}=30\,\mathrm{cm}$代入公式：
$F_{1}=\frac{360\,\mathrm{N} × 5\,\mathrm{cm}}{30\,\mathrm{cm}}=60\,\mathrm{N}$
【答案】
$60\,\mathrm{N}$
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，属于基础计算题，计算时注意动力臂与阻力臂的单位统一，本题中单位一致可直接代入计算。
【难度系数】
0.8
根据杠杆平衡条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$，对公式变形可得$F_{1}=\frac{F_{2}l_{2}}{l_{1}}$。
将$F_{2}=360\,\mathrm{N}$，$l_{2}=5\,\mathrm{cm}$，$l_{1}=30\,\mathrm{cm}$代入公式：
$F_{1}=\frac{360\,\mathrm{N} × 5\,\mathrm{cm}}{30\,\mathrm{cm}}=60\,\mathrm{N}$
【答案】
$60\,\mathrm{N}$
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，属于基础计算题，计算时注意动力臂与阻力臂的单位统一，本题中单位一致可直接代入计算。
【难度系数】
0.8
5. 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
(1)实验前，为了方便对力臂的测量，应先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在位置平衡。改变条件进行多次实验，是为了。
(2)现有10个相同的钩码，杠杆上每格等距，$A$点悬挂2个钩码(图11-12)。请你设计一种方案使杠杆恢复水平平衡：。
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(1)实验前，为了方便对力臂的测量，应先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在位置平衡。改变条件进行多次实验，是为了。
(2)现有10个相同的钩码，杠杆上每格等距，$A$点悬挂2个钩码(图11-12)。请你设计一种方案使杠杆恢复水平平衡：。
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答案
水平
得到普遍规律
在B点挂6个钩码（或其他合理方案）
得到普遍规律
在B点挂6个钩码（或其他合理方案）
解析
【解析】
(1) 实验前调节杠杆在水平位置平衡，此时力臂与杠杆刻度重合，便于测量力臂；多次进行实验，是为了避免实验偶然性，得到普遍适用的杠杆平衡规律。
(2) 设每个钩码重力为$G$，每格长度为$L$，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，$A$点的力和力臂的乘积为$2G×3L=6GL$。因此可在$B$点挂6个钩码（$6G×1L=6GL$），或在$C$点挂3个钩码（$3G×2L=6GL$），或在$D$点挂2个钩码（$2G×3L=6GL$）等，使杠杆恢复水平平衡。
【答案】
(1) 水平；得到普遍规律
(2) 在B点挂6个钩码（或在C点挂3个钩码、在D点挂2个钩码等合理方案）
【知识点】
杠杆平衡条件；实验探究方法
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的实验操作与应用，需掌握实验前调节杠杆的目的、多次实验的意义，以及利用杠杆平衡条件解决具体问题的方法。
【难度系数】
0.7
(1) 实验前调节杠杆在水平位置平衡，此时力臂与杠杆刻度重合，便于测量力臂；多次进行实验，是为了避免实验偶然性，得到普遍适用的杠杆平衡规律。
(2) 设每个钩码重力为$G$，每格长度为$L$，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，$A$点的力和力臂的乘积为$2G×3L=6GL$。因此可在$B$点挂6个钩码（$6G×1L=6GL$），或在$C$点挂3个钩码（$3G×2L=6GL$），或在$D$点挂2个钩码（$2G×3L=6GL$）等，使杠杆恢复水平平衡。
【答案】
(1) 水平；得到普遍规律
(2) 在B点挂6个钩码（或在C点挂3个钩码、在D点挂2个钩码等合理方案）
【知识点】
杠杆平衡条件；实验探究方法
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的实验操作与应用，需掌握实验前调节杠杆的目的、多次实验的意义，以及利用杠杆平衡条件解决具体问题的方法。
【难度系数】
0.7
6. 《天工开物》中记载的汲水工具——辘轳，沿用至今。图11-13(a)是一种辘轳，它由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，提水时用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
(1)图(a)中的辘轳可视为不等臂杠杆。为方便提水，它是按照(选填“省力”或“费力”)杠杆的特点来设计的。由图可知，其支点为(选填“A”“B”或“C”)。
(2)图11-13(b)中水龙头的设计也应用了同样的原理，为了更省力，其手柄应选用(选填“①”或“②”)。
(1)图(a)中的辘轳可视为不等臂杠杆。为方便提水，它是按照(选填“省力”或“费力”)杠杆的特点来设计的。由图可知，其支点为(选填“A”“B”或“C”)。
(2)图11-13(b)中水龙头的设计也应用了同样的原理，为了更省力，其手柄应选用(选填“①”或“②”)。
答案
省力
B
①
B
①
解析
【解析】
(1) 辘轳的大轮半径为动力臂，小轮半径为阻力臂，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；其支点为共同转动轴的位置，即B点。
(2) 水龙头的轮相当于动力臂，根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，①的轮更大，动力臂更长，所以选①。
【答案】
(1) 省力；B
(2) ①
【知识点】
杠杆的分类；杠杆平衡条件
【点评】
本题结合生活中的工具考查杠杆的相关知识，体现了物理与生活的联系，需明确杠杆的五要素及平衡条件的应用。
【难度系数】
0.7
(1) 辘轳的大轮半径为动力臂，小轮半径为阻力臂，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；其支点为共同转动轴的位置，即B点。
(2) 水龙头的轮相当于动力臂，根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，①的轮更大，动力臂更长，所以选①。
【答案】
(1) 省力；B
(2) ①
【知识点】
杠杆的分类；杠杆平衡条件
【点评】
本题结合生活中的工具考查杠杆的相关知识，体现了物理与生活的联系，需明确杠杆的五要素及平衡条件的应用。
【难度系数】
0.7
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7. 小强在地面上用手支撑着身体，静止时如图11-14所示。若他受到的重力是$500N$，重心在$A$点，$A$点与脚的水平距离是$0.9m$，与手的水平距离是$0.6m$，则此时小强的手对地面的压力有多大？
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7. 小强在地面上用手支撑着身体，静止时如图11-14所示。若他受到的重力是$500N$，重心在$A$点，$A$点与脚的水平距离是$0.9m$，与手的水平距离是$0.6m$，则此时小强的手对地面的压力有多大？
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答案
解：以脚为支点，设手对地面的压力为F，根据杠杆平衡条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$，
$ 500\,\mathrm{N} × 0.9\,\mathrm{m}=F × (0.9\,\mathrm{m}+0.6\,\mathrm{m})$
解得$F=300\,\mathrm{N}$
$ 500\,\mathrm{N} × 0.9\,\mathrm{m}=F × (0.9\,\mathrm{m}+0.6\,\mathrm{m})$
解得$F=300\,\mathrm{N}$
解析
【解析】
以脚为支点，设手对地面的压力为$F$，根据杠杆平衡条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$，可得：
$500\,\mathrm{N} × 0.9\,\mathrm{m}=F × (0.9\,\mathrm{m}+0.6\,\mathrm{m})$
解得$F=300\,\mathrm{N}$
【答案】
300N
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的实际应用，将人体看作杠杆，找准支点、动力臂和阻力臂是解题关键。
【难度系数】
0.7
以脚为支点，设手对地面的压力为$F$，根据杠杆平衡条件$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$，可得：
$500\,\mathrm{N} × 0.9\,\mathrm{m}=F × (0.9\,\mathrm{m}+0.6\,\mathrm{m})$
解得$F=300\,\mathrm{N}$
【答案】
300N
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的实际应用，将人体看作杠杆，找准支点、动力臂和阻力臂是解题关键。
【难度系数】
0.7
