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14.(2025·六安)在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
| 实验序号 | 动力$F_{1}/\mathrm{N}$ | 动力臂$l_{1}/\mathrm{cm}$ | 阻力$F_{2}/\mathrm{N}$ | 阻力臂$l_{2}/\mathrm{cm}$ |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | 0.5 | 10 | 1 | 5 |
| 2 | 0.5 | 15 | 1.5 | 5 |
| 3 | 1.5 | 20 | 3 | 10 |
| 4 | 2 | 20 | 4 | 10 |
(1)实验时先调节螺母,使杠杆保持水平并静止,如果杠杆的左端向下倾斜,杠杆左端的螺母应该向
(2)实验中提供10个相同的钩码,杠杆上每格等距,如图甲所示,在A点悬挂两个钩码,请你设计一种方案使杠杆恢复水平平衡:
(3)小组同学将一根胡萝卜用细绳吊起来,调整细绳的位置使胡萝卜水平平衡,如图乙所示,则A、B两段胡萝卜的质量$m_{\mathrm{A}}$
| 实验序号 | 动力$F_{1}/\mathrm{N}$ | 动力臂$l_{1}/\mathrm{cm}$ | 阻力$F_{2}/\mathrm{N}$ | 阻力臂$l_{2}/\mathrm{cm}$ |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | 0.5 | 10 | 1 | 5 |
| 2 | 0.5 | 15 | 1.5 | 5 |
| 3 | 1.5 | 20 | 3 | 10 |
| 4 | 2 | 20 | 4 | 10 |
(1)实验时先调节螺母,使杠杆保持水平并静止,如果杠杆的左端向下倾斜,杠杆左端的螺母应该向
右
(选填“左”或“右”)端调节,实验时杠杆在水平位置保持平衡的目的是便于测量力臂
。(2)实验中提供10个相同的钩码,杠杆上每格等距,如图甲所示,在A点悬挂两个钩码,请你设计一种方案使杠杆恢复水平平衡:
在C点挂4个钩码(或在E点挂2个钩码)
(写出一条即可)。(3)小组同学将一根胡萝卜用细绳吊起来,调整细绳的位置使胡萝卜水平平衡,如图乙所示,则A、B两段胡萝卜的质量$m_{\mathrm{A}}$
＜
(选填“＞”“＜”或“=”)$m_{\mathrm{B}}$。答案
14.(1)右 便于测量力臂
(2)在C点挂4个钩码(或在E点挂2个钩码)
(3)＜
(2)在C点挂4个钩码(或在E点挂2个钩码)
(3)＜
解析
【分析】
(1) 调节杠杆平衡时，左端向下倾斜说明左侧较重，平衡螺母应向较高的右侧调节；杠杆水平平衡时，力臂与杠杆重合，便于直接测量力臂。
(2) 根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，先计算A点的力与力臂乘积，再据此设计右侧钩码的悬挂方案。
(3) 胡萝卜平衡时可视为杠杆，支点为悬挂点，结合杠杆平衡条件和A、B段的力臂关系，判断质量大小。
【解析】
(1) 杠杆左端向下倾斜，需将平衡螺母向右调节；实验时杠杆在水平位置平衡，此时力臂等于杠杆上的格数，便于测量力臂。
(2) 设每个钩码重力为$G$，每格长度为$L$。A点力$F_1=2G$，力臂$L_1=4L$，根据杠杆平衡条件：$2G×4L=F_2L_2$，即$F_2L_2=8GL$。
方案：在C点（距支点2格）挂4个钩码，此时$F_2=4G$，$L_2=2L$，满足$4G×2L=8GL$；或在E点（距支点4格）挂2个钩码，$2G×4L=8GL$，均可使杠杆平衡。
(3) 胡萝卜平衡时，支点为悬挂点，A段力臂$L_A$大于B段力臂$L_B$，由杠杆平衡条件$G_AL_A=G_BL_B$，即$m_AgL_A=m_BgL_B$，因$L_A＞L_B$，故$m_A＜m_B$。
【答案】
(1) 右；便于测量力臂
(2) 在C点挂4个钩码（或在E点挂2个钩码）
(3) ＜
【知识点】
杠杆平衡条件、杠杆调平、质量与重力的关系
【点评】
本题围绕探究杠杆平衡条件的实验展开，涵盖杠杆调平、平衡条件应用及实际问题分析，需熟练掌握杠杆平衡条件，明确力臂的判断方法。
【难度系数】
0.5
(1) 调节杠杆平衡时，左端向下倾斜说明左侧较重，平衡螺母应向较高的右侧调节；杠杆水平平衡时，力臂与杠杆重合，便于直接测量力臂。
(2) 根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，先计算A点的力与力臂乘积，再据此设计右侧钩码的悬挂方案。
(3) 胡萝卜平衡时可视为杠杆，支点为悬挂点，结合杠杆平衡条件和A、B段的力臂关系，判断质量大小。
【解析】
(1) 杠杆左端向下倾斜，需将平衡螺母向右调节；实验时杠杆在水平位置平衡，此时力臂等于杠杆上的格数，便于测量力臂。
(2) 设每个钩码重力为$G$，每格长度为$L$。A点力$F_1=2G$，力臂$L_1=4L$，根据杠杆平衡条件：$2G×4L=F_2L_2$，即$F_2L_2=8GL$。
方案：在C点（距支点2格）挂4个钩码，此时$F_2=4G$，$L_2=2L$，满足$4G×2L=8GL$；或在E点（距支点4格）挂2个钩码，$2G×4L=8GL$，均可使杠杆平衡。
(3) 胡萝卜平衡时，支点为悬挂点，A段力臂$L_A$大于B段力臂$L_B$，由杠杆平衡条件$G_AL_A=G_BL_B$，即$m_AgL_A=m_BgL_B$，因$L_A＞L_B$，故$m_A＜m_B$。
【答案】
(1) 右；便于测量力臂
(2) 在C点挂4个钩码（或在E点挂2个钩码）
(3) ＜
【知识点】
杠杆平衡条件、杠杆调平、质量与重力的关系
【点评】
本题围绕探究杠杆平衡条件的实验展开，涵盖杠杆调平、平衡条件应用及实际问题分析，需熟练掌握杠杆平衡条件，明确力臂的判断方法。
【难度系数】
0.5
15.杠杆是生活中最常用的一类“简单”机械，从钳子、瓶起子、羊角锤，再到钓鱼竿、筷子、镊子，杠杆几乎无处不在。请同学们联系日常生活，了解人体中的杠杆，尝试运用物理知识解释人体杠杆的应用。（举例说明）
答案
15.(1)用手提起重物,从生物学的视角,可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动。如图所示,从物理学的视角来看,桡骨可以简化为杠杆。
(2)踮脚是一项很好的有氧运动,它简单易学,不受场地的限制,深受广大群众的喜爱。踮脚运动的基本模型是杠杆,脚掌与地面接触的地方是支点,是省力杠杆,如图所示。
(3)同学们在体育课上做仰卧起坐时,人体可看成杠杆模型,O为支点,肌肉的拉力F为动力,人体的重力G为阻力,如图所示。
解析
【分析】本题需结合杠杆的五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂），分析人体不同动作对应的杠杆模型，明确各动作中杠杆的支点、动力、阻力，进而判断杠杆类型，以此解释人体杠杆的应用。
【解析】1. 手臂提重物：桡骨在肱二头肌牵引下绕肘关节转动，肘关节为支点，肱二头肌的拉力为动力，重物对桡骨的拉力为阻力，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，可省距离，方便完成提重物动作。2. 踮脚运动：脚掌与地面接触处为支点，小腿肌肉对脚的拉力为动力，人体重力为阻力，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，用较小的力就能抬起身体。3. 仰卧起坐：以臀部的O点为支点，肌肉的拉力F为动力，人体重力G为阻力，构成杠杆模型，实现身体的抬起动作。
【答案】15.(1)用手提起重物,从生物学的视角,可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动。如图所示,从物理学的视角来看,桡骨可以简化为杠杆。
(2)踮脚是一项很好的有氧运动,它简单易学,不受场地的限制,深受广大群众的喜爱。踮脚运动的基本模型是杠杆,脚掌与地面接触的地方是支点,是省力杠杆,如图所示。
(3)同学们在体育课上做仰卧起坐时,人体可看成杠杆模型,O为支点,肌肉的拉力F为动力,人体的重力G为阻力,如图所示。
【知识点】杠杆的应用、人体中的杠杆
【点评】本题将物理知识与人体生理结构、日常运动结合，通过举例说明杠杆在人体中的应用，体现了物理知识的实用性，帮助学生理解杠杆原理在生活中的体现。
【难度系数】0.5
【解析】1. 手臂提重物：桡骨在肱二头肌牵引下绕肘关节转动，肘关节为支点，肱二头肌的拉力为动力，重物对桡骨的拉力为阻力，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，可省距离，方便完成提重物动作。2. 踮脚运动：脚掌与地面接触处为支点，小腿肌肉对脚的拉力为动力，人体重力为阻力，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，用较小的力就能抬起身体。3. 仰卧起坐：以臀部的O点为支点，肌肉的拉力F为动力，人体重力G为阻力，构成杠杆模型，实现身体的抬起动作。
【答案】15.(1)用手提起重物,从生物学的视角,可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动。如图所示,从物理学的视角来看,桡骨可以简化为杠杆。
(2)踮脚是一项很好的有氧运动,它简单易学,不受场地的限制,深受广大群众的喜爱。踮脚运动的基本模型是杠杆,脚掌与地面接触的地方是支点,是省力杠杆,如图所示。
(3)同学们在体育课上做仰卧起坐时,人体可看成杠杆模型,O为支点,肌肉的拉力F为动力,人体的重力G为阻力,如图所示。
【知识点】杠杆的应用、人体中的杠杆
【点评】本题将物理知识与人体生理结构、日常运动结合，通过举例说明杠杆在人体中的应用，体现了物理知识的实用性，帮助学生理解杠杆原理在生活中的体现。
【难度系数】0.5
