1[2026江苏镇江质检,中]如图甲所示,长1 m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动,杆上有一光滑轻质滑环(不计重力),用测力计竖直向上拉着滑环缓慢向右移动,使杆保持水平状态,测力计示数F与滑环离开O点的距离s的关系如图乙所示,则杆重 ()


A.100 N
B.125 N
C.20 N
D.50 N

1.A 【解析】杆的长度为:L=1 m,设杆重为G,杆是粗细均匀的,所以重心在杆的中间,阻力臂为:$l_1=\frac{1}{2}L=\frac{1}{2}×1\ \mathrm{m}=0.5\ \mathrm{m}$,根据杠杆的平衡条件得:$Fs=Gl_1$,由图乙可知,当s=1 m时,F=50 N,代入上式,得:$G=\frac{Fs}{l_1}=\frac{50\ \mathrm{N}×1\ \mathrm{m}}{0.5\ \mathrm{m}}=100\ \mathrm{N}$,故选A。

2[2026江苏泰州模拟,中]粗细均匀的长木棒右端固定在墙壁的转轴上,长木棒可绕O点上下自由转动,将正方体木块A置于长木棒的正下方,长木棒恰好水平平衡(如图所示),用水平推力F将A缓慢匀速向右推动,在推动过程中,推力F将 ()

A.大小不变
B.逐渐增大
C.逐渐减小
D.先增加后减小

2.B 【解析】以木棒为研究对象,在竖直方向上木棒受重力G和木块对它的支持力$F_N$,支点为O,设木棒长为L,支持力$F_N$的力臂为l,由杠杆的平衡条件可得:$G×\frac{1}{2}L=F_N ×l$①,在将木块缓慢匀速向右推动的过程中,支持力$F_N$的力臂l逐渐变小,由①式可知$F_N$逐渐变大;根据力的作用是相互的可知,木棒对木块的压力逐渐变大,由此可知,木块和木棒间、木块和地面间的摩擦力逐渐变大,则A所受滑动摩擦力变大;将A缓慢匀速向右推动的过程中,由力的平衡条件可知,木块受到推力F的大小等于它受到的滑动摩擦力大小,所以水平推力F将逐渐变大。故选B。

3[2026江苏苏州期末,中]小制作:蜡烛跷跷板。
选用一根塑料管,中间插上一根大号缝衣针,选取两根相同的蜡烛,根部插入塑料管,再把缝衣针两端分别搁在两个玻璃杯口,点燃蜡烛,就做成了蜡烛跷跷板,如图所示。下列说法正确的是 ()

A.选用相对较粗的蜡烛效果更好
B.转轴的位置离跷跷板重心越远越好
C.跷跷板较低那端的蜡烛熔化速度更快
D.为防止蜡烛摆动幅度过大而翻转,可使转轴处于跷跷板重心下方

3.C 【解析】蜡烛越粗,燃烧越慢,蜡烛摆动效果越不明显,且用细的蜡烛可以减小蜡烛重力带来的影响,故A错误;转轴位置离跷跷板的重心不是越远越好,若转轴位置离跷跷板的重心较远,蜡烛燃烧很长时间才能平衡,此时蜡烛容易发生翻转,故B错误;较低的一端蜡烛,火焰与蜡烛的夹角为锐角,更靠近火焰的外焰,外焰温度更高,蜡烛更容易被加热熔化并滴落,所以跷跷板较低那端的蜡烛熔化速度更快,故C正确;为防止蜡烛摆动幅度过大而翻转,可使转轴位置处于蜡烛重心的上方,这样蜡烛的重心降低,稳定性好,故D错误。故选C。

4[2025江苏南通期末,偏难]如图甲所示,重为6 N、长为8 cm的匀质木板AB静止在水平桌面上,恰好有一半伸出桌面。在B端施加一个始终竖直向上的力F,则当F=N时,木板中心点O恰好能够离开桌面;将B端缓缓抬起的过程中F的力臂(填“变大”“变小”或“不变”,下同),力F的大小(A端始终没有离开桌面)。如图乙所示,若在A端放一重为9 N、棱长为2 cm的匀质正方体M,M的左端与木板的A端对齐,向右缓慢推动木板cm,该装置恰好翻倒(M与木板一起向右运动)。

4.3 变小 不变 1.8 【解析】在B端施加一个始终竖直向上的力F,此时支点是A,阻力是木板的重力,木板重心在O点,阻力臂为AO,动力臂为AB,O点恰好能够离开桌面时,根据杠杆的平衡条件可得$F×AB=G×AO$,由题可知,AB=2AO,则F=3 N;力F的方向始终竖直向上,将B端缓缓抬起的过程中F的力臂变小,动力臂与阻力臂之比等于AB:AO,即动力臂和阻力臂的比值为定值,阻力不变,根据杠杆平衡条件可知,动力F的大小保持不变。如图乙所示,M的重心到O的水平距离为3 cm,该装置恰好翻倒时,支点在桌子边缘,假设推动的距离为L,则此时动力是木板的重力,大小为G=6 N,动力臂为L,阻力臂为3 cm-L,根据杠杆平衡条件有$6\ \mathrm{N}×L=9\ \mathrm{N}×(3\ \mathrm{cm}-L)$,解得L=1.8 cm。

5[2025江苏徐州质检,中]爱学习爱劳动,小张经常做家务。如图甲是小张用笤帚在水平地面扫地时的情景,如图乙是他用笤帚扫地时的简化图,O为支点,作用在A点的力$F_1$为动力。请在图乙中画出力$F_1$的力臂$l_1$及作用在笤帚上B点的阻力$F_2$的示意图。

(第5题图)
(第6题图)
刷素养 走向重高

5. 如图所示

6 核心素养物理思维[2026江苏无锡模拟,偏难]杆秤作为华夏国粹,曾是商品流通中的主要度量工具,它的原理和制作工艺无一不渗透着中国古代人民的智慧。如图是杆秤的示意图,使用时将货物挂在秤钩上,用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽,移动秤砣改变其在秤杆上的位置,当秤杆水平平衡时,可读出货物的质量。秤砣最远可移至D点,此秤最大称量为10 kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计。下列说法不正确的是 ()

A.秤砣的质量为0.4 kg
B.称2 kg的荔枝,可提起C处的秤纽,将秤砣移到距离C处的秤纽20 cm的位置
C.秤杆上距离C点12.5 cm的位置有两个刻度,分别为1 kg和3.1 kg
D.若选用的秤杆粗细不一致,所标记的刻度仍是均匀的

6.B 【解析】根据杠杆的平衡条件可知:当提起B处的秤纽、秤砣在D点时,A点所挂货物重为$G_A=\frac{G_{\mathrm{秤砣}}×BD}{AB}$,当提起C处的秤纽、秤砣在D点时,A点所挂货物重为$G_A'=\frac{G_{\mathrm{秤砣}}×CD}{AC}$,因BD＞CD、AB＜AC,则$G_A＞G_A'$,即提起B处的秤纽时,此秤的称量最大。由题意可知,当提着B处的秤纽、秤砣挂在D处、A处的秤钩挂着质量为10 kg的货物时,秤杆可以在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件可得$G_A ×AB = G_{\mathrm{秤砣}} ×BD$,由G=mg可得$m_A g ×AB = m_{\mathrm{秤砣}} g ×BD$,则$m_{\mathrm{秤砣}}=\frac{m_A ×AB}{BD}=\frac{10\ \mathrm{kg}×2\ \mathrm{cm}}{50\ \mathrm{cm}}=0.4\ \mathrm{kg}$,故A正确。称2 kg的荔枝,当提起C处的秤纽时,设杠杆平衡时秤砣在E点,根据杠杆的平衡条件可列式:$G×AC=G_{\mathrm{秤砣}} ×CE$,由G=mg可得$mg ×AC = m_{\mathrm{秤砣}} g ×CE$,则$CE=\frac{m ×AC}{m_{\mathrm{秤砣}}}=\frac{2\ \mathrm{kg}×5\ \mathrm{cm}}{0.4\ \mathrm{kg}}=25\ \mathrm{cm}$,即应将秤砣移到距离C处的秤纽25 cm处,故B错误。当提起B处的秤纽时,阻力臂为AB=2 cm,动力臂$l_{\mathrm{秤砣}}$=3 cm+12.5 cm=15.5 cm,根据杠杆的平衡条件可列式:$G' ×AB = G_{\mathrm{秤砣}} ×l_{\mathrm{秤砣}}$,由G=mg可得$m' g ×AB = m_{\mathrm{秤砣}} g ×l_{\mathrm{秤砣}}$,则$m'=\frac{m_{\mathrm{秤砣}} ×l_{\mathrm{秤砣}}}{AB}=\frac{0.4\ \mathrm{kg}×15.5\ \mathrm{cm}}{2\ \mathrm{cm}}=3.1\ \mathrm{kg}$,当提起C处的秤纽时,阻力臂为AC=AB+BC=2 cm+3 cm=5 cm,动力臂$l'_{\mathrm{秤砣}}$=12.5 cm,根据杠杆的平衡条件可列式:$G'' ×AC = G_{\mathrm{秤砣}} ×l'_{\mathrm{秤砣}}$,由G=mg可得$m'' g ×AC = m_{\mathrm{秤砣}} g ×l'_{\mathrm{秤砣}}$,则$m''=\frac{m_{\mathrm{秤砣}} ×l'_{\mathrm{秤砣}}}{AC}=\frac{0.4\ \mathrm{kg}×12.5\ \mathrm{cm}}{5\ \mathrm{cm}}=1\ \mathrm{kg}$,故C正确。秤杆质量忽略不计,即使秤杆粗细不一致,所标记的刻度仍是均匀的,故D正确。