从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰（如图甲）或人下蹲弯曲膝盖（如图乙）把它搬起来，哪种方法好呢？下面就建立模型说明这个问题。把脊柱简化为杠杆如图丙所示，脊柱可绕骶骨（轴）O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F1作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变，搬箱子拉力F2作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F1方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着，改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角α，多次实验得出结论。

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从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰（如图甲）或人下蹲弯曲膝盖（如图乙）把它搬起来，哪种方法好呢？下面就建立模型说明这个问题。把脊柱简化为杠杆如图丙所示，脊柱可绕骶骨（轴）O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F₁作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变，搬箱子拉力F₂作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F₁方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着，改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角α，多次实验得出结论。

(1) 在丙图中画出F₂力臂L₂。

(2) 当α角增大时， F₁（变大/不变/变小）。

(3) 对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态，由以下分析可得，（甲/乙）图中的姿势比较正确。

【考点】

杠杆的应用;

【答案】

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实验探究题普通

1. 杆秤（如图甲）是我国古老的衡量工具。某兴趣小组在老师的指导下，动手制作量程为20克的杆秤（如图乙）。

【制作步骤】

①做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“A”“B”。

②挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“A”处。

③系秤纽：在秤杆的“B”处系上绳子。

④标零线：将5克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”。

⑤定刻度：……

【交流评价】

(1) 杆秤是一种测量的工具。

(2) 当在秤盘上放置物体称量时，秤砣应从“0”刻度向侧移动。

(3) 步骤④标零线的目的是。

(4) 根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，你认为的方法更合理。

小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1；然后在秤盘上放⒉克物体……按上述方法直到标出所有刻度。

小思：在秤盘上放20克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20，0和20之间分为20等份，依次标上相应刻度。

实验探究题普通

2. 小明制作了直接测量液体密度的“密度天平”。其制作过程和原理如下：如图所示，选择一个长杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平位罝平衡；在左侧离支点10cm的位罝A用细线固定一个质量为110g、容积为50mL的容器。右侧用细线悬挂一质量为50g的钩码（细线的质量忽略不计）。

⑴调节杠杆平衡，往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位罝直接读出液体密度。

⑵当容器中没有液体时，钩码所在的位置即为“密度天平”的“零刻度”，“零刻度”距离支点Ocm。

⑶若测量某种液体的密度时，钩码在距离支点右侧31cm处，则此种液体的密度为g/cm³。

⑷若此“密度天平“的量程不够大，可以采用的方法增大量程。

实验探究题困难

老王对汽车的发动机做检修时要将引擎盖拉起，他很想知道引擎盖的质量。于是找小明帮忙，小明先让老王站在一只体重计上，此时体重计显示的读数为83kg，接着让老王

站在体重计上用双手竖直将引擎盖微微抬起，此时体重计显示的读数为101kg，最后画出了引擎盖的模型。引擎盖可绕O点自由转动，A为引擎盖重心位置，并且测得OB=125cm，AB=50cm ，据此回答：

(1) 引擎盖的质量为kg。

(2) 如果一直让老王用双手竖直向上匀速抬起引擎盖，体重计显示的读数将（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

(3) 如图3是四冲程汽油机工作过程的一个冲程，此冲程的能量转化是。

实验探究题普通