2026年自主学习能力测评九年级数学上册人教版第72页答案
6. 小星在阅读一本课外书时,看到一种名为桔槔(gāo)的古代汲水工具(如图27.3-14),有一横杆固定于桔槔上O点,并可绕O点转动.在横杆A处连接一竹竿,在横杆B处固定300 N的物体,且OB=1 m.若图中人物竖直向下施加的拉力为F,当改变点A与点O的距离l时,横杆始终处于水平状态,小星发现F与l有一定的关系,记录了拉力的大小F与l的变化,如表:

(1)表格中a的值是
100
.
(2)小星通过分析表格数据发现,用函数可以刻画F与l之间的关系.在如图27.3-15所示的平面直角坐标系中,描出表中对应的点,并画出这个函数的图象.
(3)根据以上数据和图象判断,当OA的长增大时,判断拉力F是增大还是减小?请说明理由.

答案


1. 100
2. 画出F与l的函数图象如所示
3. 当OA的长增大时,拉力F减小.理由如下:
∵F,l都是正数,
∴这条曲线是反比例函数的一支.
∵Fl=300,
∴其函数解析式为F=300/l.
∵k>0,
∴在第一象限内,F随l的增大而减小,即当OA的长增大时,拉力F减小

解析

【分析】
本题结合物理杠杆平衡知识考查反比例函数的应用,解题思路如下:①首先根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”,推导拉力F和OA长度l的数量关系,阻力为300N、阻力臂OB=1m,因此可得F与l的乘积为定值300,二者成反比例关系,借助该关系即可求出a的值;②第二问使用描点法画函数图象,先将表格中对应的(l,F)点在坐标系中准确描出,再用平滑曲线连接各点即可;③第三问根据推导得到的反比例函数解析式,结合反比例函数的增减性规律,即可判断F随l的变化趋势。
【解析】
(1) 根据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,已知阻力为300N,阻力臂$OB=1\mathrm{m}$,动力为F,动力臂$OA=l$,代入得:
$F × l = 300\mathrm{N} × 1\mathrm{m}$,即$F=\frac{300}{l}\ (l>0)$。
当$l=3\mathrm{m}$时,代入解析式得$a=F=\frac{300}{3}=100$。
(2) 先将表格中各组(l,F)对应的坐标点在平面直角坐标系中依次描出,再用平滑的曲线顺次连接各点,即可得到F与l的函数图象。
(3) 当OA的长增大时,拉力F减小,理由如下:
由(1)可知F与l的函数解析式为$F=\frac{300}{l}$,其中比例系数$k=300>0$,且l是OA的长度,始终为正数,因此该函数是反比例函数在第一象限的分支。根据反比例函数的性质:当$k>0$时,在第一象限内,函数值随自变量的增大而减小,因此当OA的长l增大时,拉力F减小。
【答案】
(1) $\boxed{100}$
(2) 画出F与l的函数图象如所示
(3) 当OA的长增大时,拉力F减小,理由:$F=\frac{300}{l}$中$k=300>0$,在第一象限内F随l的增大而减小,因此OA长增大时拉力F减小。
【知识点】
反比例函数的应用,反比例函数的性质,杠杆平衡原理
【点评】
本题是跨学科综合题,将物理杠杆知识和数学反比例函数内容相结合,既考查了学生对基础知识点的掌握,也锻炼了学生知识迁移、综合运用的能力,解题的核心是找到F和l的反比例函数关系。
【难度系数】
0.7