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6 皮划艇项目由于其速度快、灵活性高,更适合在有一定水流和波浪的水域进行竞技比赛。如图所示,运动员一手撑住桨柄的末端(视为支点),另一手在桨杆中部用力划水时,船桨可视为____(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。比赛开始时,向后划动船桨时,船桨会受到水施加的一个向____(选填“前”或“后”)的力;划桨的力大小不变,运动员加快划桨的频率,则皮划艇会加速向前,此时运动员做功的功率____(选填“变大”或“变小”)。
答案
费力；前；变大
7 如图所示是现在流行的一个锻炼身体的动作,手支撑在竖直墙壁上,手臂弯曲、伸直交替进行,此时人体相当于一个____(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。已知此人重 500 N,其手掌到地面的距离是 1.6 m,$CE= 1m$,$DE= 0.6m$,此时此人对墙的推力是____N;如果要增加锻炼强度,脚应____(选填“靠近”或“远离”)墙。
答案
省力；125；远离
8 下列是小雨在探究“杠杆的平衡条件”的实验过程。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,杠杆左端下沉,应把杠杆两端的平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时能在____位置平衡。
(2)图甲中在杠杆左端挂了 4 个质量相同的钩码,此时要使杠杆处于如图甲所示的平衡状态,应在右端 A 位置挂____个质量相同的钩码。
(3)如图乙所示,用弹簧测力计在 B 点处竖直向上拉,此时发现测得的拉力与已得出的杠杆平衡条件不相符,其最可能的原因是____。
(4)如图丙所示是家中常用的杆秤,这个杆秤有两个提纽,当小刚使用提纽 1 时杆秤最大能称量 10 kg 的物体,当他使用提纽 2 时杆秤能称量物体的最大质量会____(选填“大于”“小于”或“等于”)10 kg。使用这两个提纽时,零刻度线的位置____(选填“相同”或“不相同”)。若某次称量时小刚只使用了提纽 1 称量了同一物体两次,当他第二次换用质量更大的秤砣时,第二次秤砣在杆秤上的位置会____(选填“靠近”或“远离”)提纽的位置。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,杠杆左端下沉,应把杠杆两端的平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时能在____位置平衡。
(2)图甲中在杠杆左端挂了 4 个质量相同的钩码,此时要使杠杆处于如图甲所示的平衡状态,应在右端 A 位置挂____个质量相同的钩码。
(3)如图乙所示,用弹簧测力计在 B 点处竖直向上拉,此时发现测得的拉力与已得出的杠杆平衡条件不相符,其最可能的原因是____。
(4)如图丙所示是家中常用的杆秤,这个杆秤有两个提纽,当小刚使用提纽 1 时杆秤最大能称量 10 kg 的物体,当他使用提纽 2 时杆秤能称量物体的最大质量会____(选填“大于”“小于”或“等于”)10 kg。使用这两个提纽时,零刻度线的位置____(选填“相同”或“不相同”)。若某次称量时小刚只使用了提纽 1 称量了同一物体两次,当他第二次换用质量更大的秤砣时,第二次秤砣在杆秤上的位置会____(选填“靠近”或“远离”)提纽的位置。
答案
(1)右；水平；(2)3；(3)杠杆的自重对杠杆平衡有影响；(4)小于；不相同；靠近
【解析】(1)杠杆左端下沉，应将平衡螺母向右移动，使杠杆在水平位置平衡，此时力臂恰好沿着杠杆的方向，可以直接从杠杆上读出力臂，便于测量力臂，同时可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。(2)由杠杆平衡条件可得$4×G_{码}×3l = n×G_{码}×4l$，解得$n = 3$，即应在右端A位置挂3个质量相同的钩码。(3)利用题图乙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。(4)题图丙中，由杠杆平衡条件可知$G_{秤砣}l_{左} = G_{物}l_{右}$，当使用的提纽从1变为2时，$l_{左}$变小，$l_{右}$变大，$G_{秤砣}$不变，则$G_{物}$变小，由$m = \frac{G}{g}$可知，能称量物体的最大质量会小于10kg；由杠杆平衡条件可知$G_{秤砣}l_{左} = G_{物}l_{右}$，当使用不同的提纽时，物体的重力的力臂$l_{右}$会发生变化，所以秤砣的力臂$l_{左}$也会发生变化，使用不同的提纽时零刻度线的位置不同；由杠杆平衡条件可知$G_{秤砣}l_{左} = G_{物}l_{右}$，当他第二次换用质量更大的秤砣时，$G_{秤砣}$增大，$G_{物}$和$l_{右}$不变，由杠杆平衡条件可知，$l_{左}$减小，第二次秤砣在杆秤上的位置会靠近提纽的位置。
【解析】(1)杠杆左端下沉，应将平衡螺母向右移动，使杠杆在水平位置平衡，此时力臂恰好沿着杠杆的方向，可以直接从杠杆上读出力臂，便于测量力臂，同时可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。(2)由杠杆平衡条件可得$4×G_{码}×3l = n×G_{码}×4l$，解得$n = 3$，即应在右端A位置挂3个质量相同的钩码。(3)利用题图乙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。(4)题图丙中，由杠杆平衡条件可知$G_{秤砣}l_{左} = G_{物}l_{右}$，当使用的提纽从1变为2时，$l_{左}$变小，$l_{右}$变大，$G_{秤砣}$不变，则$G_{物}$变小，由$m = \frac{G}{g}$可知，能称量物体的最大质量会小于10kg；由杠杆平衡条件可知$G_{秤砣}l_{左} = G_{物}l_{右}$，当使用不同的提纽时，物体的重力的力臂$l_{右}$会发生变化，所以秤砣的力臂$l_{左}$也会发生变化，使用不同的提纽时零刻度线的位置不同；由杠杆平衡条件可知$G_{秤砣}l_{左} = G_{物}l_{右}$，当他第二次换用质量更大的秤砣时，$G_{秤砣}$增大，$G_{物}$和$l_{右}$不变，由杠杆平衡条件可知，$l_{左}$减小，第二次秤砣在杆秤上的位置会靠近提纽的位置。
9 如图所示,已知行李箱质量为 12 kg,当用竖直向上的力 F 作用在行李箱上,使行李箱保持静止且与水平地面的夹角为$60^{\circ }$时,O 点到重力作用线的距离 OA 为 5 cm。(g 取 10 N/kg)
(1)拉力 F 的大小为多少牛?
(2)若把行李箱从一楼提上 9 m 高的四楼,用时 40 s,求此过程中克服行李箱重力做功的功率。
(1)拉力 F 的大小为多少牛?
(2)若把行李箱从一楼提上 9 m 高的四楼,用时 40 s,求此过程中克服行李箱重力做功的功率。
答案
(1)12N；(2)27W
【解析】(1)由题图可得，F的力臂为50cm，物体的重力为$G = mg = 12kg×10N/kg = 120N$，根据杠杆平衡条件$FL_{1} = GL_{2}$，可得$F = \frac{GL_{2}}{L_{1}} = \frac{120N×5cm}{50cm} = 12N$。(2)把行李箱从一楼提上9m高的四楼，克服行李箱的重力做功为$W = Gh = 120N×9m = 1080J$，克服行李箱重力做功的功率为$P = \frac{W}{t} = \frac{1080J}{40s} = 27W$。
【解析】(1)由题图可得，F的力臂为50cm，物体的重力为$G = mg = 12kg×10N/kg = 120N$，根据杠杆平衡条件$FL_{1} = GL_{2}$，可得$F = \frac{GL_{2}}{L_{1}} = \frac{120N×5cm}{50cm} = 12N$。(2)把行李箱从一楼提上9m高的四楼，克服行李箱的重力做功为$W = Gh = 120N×9m = 1080J$，克服行李箱重力做功的功率为$P = \frac{W}{t} = \frac{1080J}{40s} = 27W$。
