2026年课时提优计划作业本九年级物理上册苏科版第48页答案
7.(2024·南充)如图所示是我国古代劳动人民运送巨木的场景,通过横杆、支架、悬绳、石块等将巨木一端抬起,垫上圆木,将其移到其他地方。下列说法正确的是(
C


A.支架下垫底面积较大的石块是为增大支架对地面的压强
B.横杆相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆,费力但省距离
C.当巨木太重无法抬起时,可以让横杆右端的人远离支架,增大动力臂
D.当巨木太重无法抬起时,可以增大横杆上悬绳与支架间的距离

答案

7. C 解析:支架对地面的压力一定,在支架下垫底面积较大的石块,是通过增大受力面积来减小支架对地面的压强,A错误;横杆相当于一个动力臂大于阻力臂的省力杠杆,省力但费距离,B错误;由杠杆平衡条件可知,在阻力一定的情况下,减小阻力臂或增大动力臂可以减小动力,因此当巨木太重无法抬起时,应缩短横杆上悬绳与支架之间的距离,或者让横杆右端的人远离支架,C正确,D错误.

解析

【分析】
这道题结合古代运送巨木的生产场景,综合考查压强和杠杆的相关知识,解题时我们可以逐个选项对应相关知识点逐一判断:首先回忆压强的影响因素,判断增减压强的方法是否正确;再根据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系判断杠杆类型和特点;最后结合杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂,分析调整动力臂、阻力臂对所需动力的影响,就能选出正确答案。
【解析】
我们对每个选项逐一分析:
1. 分析选项A:支架对地面的压力等于支架、横杆等装置的总重力,压力大小保持不变,在支架下垫面积较大的石块,是通过增大受力面积的方式,根据压强公式p=F/S,此时支架对地面的压强会减小,并非增大压强,因此A错误。
2. 分析选项B:横杆的支点为支架的支撑位置,人在横杆右端施加的力为动力,悬绳对横杆向下的拉力为阻力,该杠杆的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,特点是省力、费距离,并非费力省距离,因此B错误。
3. 分析选项C:根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂,当阻力F₂(巨木对悬绳的拉力)和阻力臂不变时,让横杆右端的人远离支架,会增大动力臂L₁,对应的所需动力F₁就会减小,能够更轻松抬起巨木,因此C正确。
4. 分析选项D:横杆上悬绳与支架间的距离就是阻力臂,若增大该距离,阻力臂会变大,在阻力、动力臂不变的情况下,所需的动力会更大,更难抬起巨木,正确操作应该是减小悬绳与支架的距离,因此D错误。
【答案】
C
【知识点】
减小压强的方法,省力杠杆特点,杠杆平衡条件
【点评】
本题结合我国古代劳动人民的生产实践场景命题,将物理知识和实际应用紧密结合,既考查了压强、杠杆的基础概念辨析,又考查了杠杆平衡条件在实际场景中的灵活应用,引导学生用所学物理知识解释传统工艺的原理,易错点是混淆动力臂、阻力臂的调整对动力大小的影响,需要准确区分支点到两个力的作用线的距离对应的物理意义。
【难度系数】
0.7
8. 如图所示,人手持大气球站在转盘上,松开气嘴,让气球沿垂直转盘半径方向喷气,由于力的作用是
相互
的,人与转盘开始一起反向转动.在A、B两点中,人站在
A
(选填“A”或“B”)点进行上述实验时,更容易转动.

答案

8. 相互 A 解析:人手持大气球站在转盘上,松开气嘴,让气球沿垂直转盘半径方向喷气,由于力的作用是相互的,气体会给人一个反作用力,人与转盘开始一起反向转动;因转盘相当于轮轴,是变形的杠杆,人站在A点时的力臂大于人站在B点时的力臂,人站在A点更容易转动.

解析

【分析】
首先思考第一空:气球向外喷气时,气球对喷出的气体施加了向前的作用力,根据力的作用的基本特性,喷出的气体会同时给气球一个反向的反作用力,由此就能对应得到第一个空的结论。再思考第二空:要判断哪点更容易让转盘转动,可以把转盘看作以中心转轴为支点的变形杠杆,转动的难易程度由力矩决定,在作用力大小相同的前提下,力臂越长,力矩越大,转动效果就越明显,对比A、B两点到中心转轴的距离,就能判断出哪个点的力臂更长,也就更容易转动。
【解析】
1. 松开气嘴后气球沿垂直转盘半径方向喷气,气球对喷出的气体施加向右的推力,由于力的作用是相互的,喷出的气体会对气球、人施加一个反向的反作用力,因此人与转盘会一起反向转动。
2. 转盘的支点在中心转轴处,可将转盘视为轮轴(变形杠杆),人站在A点时,反作用力对应的力臂是A点到转轴的距离,站在B点时对应的力臂是B点到转轴的距离,A点的力臂明显大于B点的力臂,在反作用力大小相同的情况下,力臂越长,力矩越大,越容易带动转盘转动,因此站在A点实验时更容易转动。
【答案】
相互;A
【知识点】
力的相互作用,杠杆平衡,轮轴原理
【点评】
本题结合趣味小实验的场景命题,既考察了力学基础概念,又结合了简单机械的实际应用,难度较低,能引导学生将物理知识和生活现象结合起来,加深对相互作用力、杠杆力矩相关知识的理解。
【难度系数】
0.8
9. 建设中的常泰长江大桥为公路、铁路两用斜拉大桥,如图所示为小华制作的斜拉桥模型,她用长30 cm、重5 N且质地均匀的木条OA作桥面,立柱GH作桥塔,OA可绕O点转动,A端用细线与GH上的B点相连,桥面OA实质是一种
杠杆
(填简单机械名称)。保持桥面水平,细线对OA的拉力$F=$
5
N;将细线一端的固定点由B点改至C点,拉力F的大小变化情况是
变小
(选填“变大”“变小”或“不变”),由此小华初步了解到一些大桥建造高桥塔的原因。

答案

9. 杠杆 5 变小 解析:OA可绕O点转动,桥面OA实质是杠杆;OA保持水平时,拉力F为杠杆OA的动力,由于力与OA成30°角,所以动力臂为OA长的1/2,阻力为杠杆OA的重力,阻力臂为OA长的1/2,故此杠杆为等臂杠杆,根据杠杆平衡条件可知,细线对OA的拉力F为5 N;将细线一端的固定点由B点改至C点,动力臂将变大,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,拉力F将变小.

解析

【分析】
首先第一空判断简单机械:OA可绕固定点O转动,符合杠杆的定义特征,直接可得出对应简单机械名称。接下来计算拉力F:先明确支点为O,质地均匀的木条OA的重心在中点,阻力就是木条自身重力,阻力臂为OA长度的1/2;已知拉力F和水平OA夹角为30°,利用直角三角形30°角的性质可算出动力臂长度,代入杠杆平衡条件就能求出拉力大小。最后判断拉力变化:把细线固定点从B移到C时,拉力作用点上移,拉力与水平方向的夹角变大,动力臂会随之增大,阻力和阻力臂都不变,再结合杠杆平衡条件即可判断拉力的变化趋势。
【解析】
1. 简单机械判断:桥面OA可绕固定点O转动,符合杠杆的定义,因此实质是杠杆。
2. 计算拉力F:已知OA长30cm,木条重力G=5N,质地均匀的木条重心在OA中点,因此阻力臂$L_2=\frac{1}{2}L_{OA}=15\mathrm{cm}$。拉力F与水平OA夹角为30°,支点O到拉力作用线的垂直距离即动力臂$L_1=L_{OA}×\sin30°=30\mathrm{cm}×\frac{1}{2}=15\mathrm{cm}$。根据杠杆平衡条件$F· L_1=G· L_2$,代入数值:$F×15\mathrm{cm}=5\mathrm{N}×15\mathrm{cm}$,解得$F=5\mathrm{N}$。
3. 拉力变化判断:将细线固定点由B改至C,拉力作用点向上移动,拉力与水平OA的夹角增大,动力臂变大,而阻力(木条重力)和阻力臂均不变,由杠杆平衡条件可知,拉力F将变小。
【答案】
杠杆;5;变小
【知识点】
杠杆定义;杠杆平衡条件;力臂计算
【点评】
本题结合斜拉桥的实际模型考查杠杆相关知识,易错点是动力臂的推导,部分同学容易误将OA、OB直接当作动力臂,需要明确力臂是支点到力的作用线的垂直距离,题目通过生活化的应用场景,既巩固了杠杆平衡条件的应用,也解释了高桥塔的设计原理,实现了知识和实际工程的关联。
【难度系数】
0.7
10. 如图所示,轻杆 OA 可绕 O 点自由转动,用细线将 15 N 的重物挂在 A 处,小林在 B 处用竖直向上的拉力提住轻杆,OB 和 BA 长度之比为 3:5,轻杆始终在水平位置平衡.
(1)此杠杆类型与
钓鱼竿
(选填“钓鱼竿”或“羊角锤”)相同.
(2)拉力大小为
40
N.
(3)若仅增加物重,则拉力的变化量和物重的变化量之比为
8:3
.
(4)若拉力方向变为图中虚线方向,则拉力大小将变
.

答案

10. (1)钓鱼竿 (2)40 (3)8:3 (4)大 解析:(1)由题图可知,O点为支点,OB为动力臂,OA为阻力臂,阻力大小等于所挂物体的重力,在B点的拉力为动力.OB小于OA,即动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆,此杠杆类型与钓鱼竿相同.(2)已知OB和BA长度之比为3:5,则OB:OA=3:8,由杠杆的平衡条件可得,F×OB=G×OA,即F=G×OA/OB=15 N×8/3=40 N.(3)设仅增加的物重为ΔG,拉力的变化量为ΔF,则此时的阻力F₂=G+ΔG,此时的拉力F₁=F+ΔF;由杠杆的平衡条件可得,F₁×OB=F₂×OA,(F+ΔF)×OB=(G+ΔG)×OA,所以F×OB+ΔF×OB=G×OA+ΔG×OA,原来杠杆平衡时有F×OB=G×OA,所以ΔF×OB=ΔG×OA,则ΔF/ΔG=OA/OB=8:3.(4)若拉力方向变为题图中虚线所示方向,阻力及阻力臂不变,拉力的力臂变小,由杠杆的平衡条件可知,拉力将变大.

解析

【分析】
解题思路:①首先确定杠杆的支点O,区分动力臂、阻力臂,对比二者大小判断杠杆类型,再对应给出的两个工具选出符合的费力杠杆;②先根据OB和BA的长度比,算出动力臂OB和总阻力臂OA的比值,代入杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂计算拉力大小;③当物重增加时,分别写出变化前后的杠杆平衡公式,利用原有平衡等式消去不变的项,即可推导出拉力变化量和物重变化量的比值;④当拉力方向倾斜时,判断动力臂的长度变化,结合阻力、阻力臂不变的条件,根据杠杆平衡条件判断拉力的变化趋势。
【解析】
(1) 由图可知支点是O点,B点竖直向上的拉力是动力,动力臂为OB;A点重物的拉力是阻力,阻力臂为OA。已知OB:BA=3:5,OA=OB+BA,因此动力臂OB < 阻力臂OA,属于费力杠杆。钓鱼竿是费力杠杆,羊角锤是省力杠杆,因此该杠杆类型和钓鱼竿相同。
(2) 由OB:BA=3:5,可得OB:OA=3:(3+5)=3:8,根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂:
$F × OB = G × OA$
代入G=15N,$\frac{OA}{OB}=\frac{8}{3}$,得$F = G × \frac{OA}{OB} = 15N × \frac{8}{3} = 40N$。
(3) 设物重增加量为ΔG,拉力增加量为ΔF,变化后杠杆仍平衡:
$(F+\Delta F)× OB = (G+\Delta G)× OA$
展开得:$F× OB + \Delta F× OB = G× OA + \Delta G× OA$
已知初始平衡时$F× OB=G× OA$,两边消去相等项,可得$\Delta F× OB=\Delta G× OA$,因此$\Delta F:\Delta G = OA:OB = 8:3$。
(4) 拉力方向变为图中虚线方向时,动力的力臂是支点O到拉力作用线的垂直距离,该长度小于原来的OB,即动力臂变小,而阻力(物重)和阻力臂OA都不变,根据杠杆平衡条件,拉力将变大。
【答案】
(1) 钓鱼竿 (2) 40 (3) 8:3 (4) 大
【知识点】
杠杆分类,杠杆平衡条件,力臂变化
【点评】
本题是杠杆相关的基础综合题,覆盖了杠杆分类判断、常规平衡计算、力的变化量推导、力臂变化对动力的影响多个考点,解题核心是准确找准不同状态下的动力臂和阻力臂,推导变化量时利用原有平衡式消去公共项可以大幅简化计算,避免复杂运算出错。
【难度系数】
0.7
11. 如图所示,在杠杆C点挂上钩码,在转轴O点处套有半径大小为R的圆形纸板,纸板圆心也在O点.在杠杆上先后施加与纸板边缘相切的拉力$F_A$、$F_B$,杠杆都能在水平位置保持平衡.杠杆平衡时,拉力$F_B$的力臂大小为
R
,拉力$F_A$
=
(选填“>”“=”或“<”)$F_B$.

答案

11. R = 解析:因为从支点到力的作用线的距离叫力臂,根据题意可知,在杠杆上先后施加与纸板边缘相切的拉力F_A、F_B,结合几何知识可知,从支点O到力作用线F_A、F_B的距离都等于圆形纸板的半径,即杠杆平衡时,拉力F_A、F_B的力臂大小都为R,根据杠杆平衡条件可知,F_C l_C=F_A R=F_B R,所以F_A=F_B.

解析

【分析】
我们可以按照两步思路来解题:第一步先回忆力臂的核心定义,力臂是支点到力的作用线的垂直距离,不是支点到力的作用点的连线长度。题目说明两个拉力都和圆心在O点、半径为R的圆形纸板边缘相切,结合几何里圆的切线性质:圆心到切线的垂直距离等于圆的半径,就能直接得到两个拉力的力臂长度。第二步结合杠杆平衡条件,C点钩码的阻力和对应阻力臂都没有变化,两个动力的力臂完全相等,就可以推出两个拉力的大小关系。
【解析】
1. 确定拉力$F_B$的力臂:
根据力臂的定义,力臂是支点O到$F_B$作用线的垂直距离。已知$F_B$与圆心在O点、半径为R的圆形纸板边缘相切,由圆的切线性质可知,支点O到$F_B$作用线的垂直距离等于圆的半径R,因此拉力$F_B$的力臂大小为R。
2. 比较$F_A$和$F_B$的大小:
同理,拉力$F_A$也与圆形纸板边缘相切,因此$F_A$的力臂大小同样为R。
杠杆始终水平平衡,C点钩码的拉力作为阻力,阻力和对应的阻力臂均保持不变,根据杠杆平衡条件$F_动L_动=F_阻L_阻$可得:
$G_{钩码} × L_C = F_A × R = F_B × R$
因此可推出$F_A=F_B$。
【答案】
R;=
【知识点】
力臂定义,杠杆平衡条件,切线性质
【点评】
本题的易错点是很多同学会误将支点到A、B点的杠杆长度当作力臂,错判两个拉力的大小关系,题目巧妙结合几何切线特点,考察了对力臂本质概念的理解,提醒我们判断力臂时必须找支点到力的作用线的垂直距离,不能直接把杠杆上的线段长度等同于力臂。
【难度系数】
0.6