如图所示，小明为了熟练掌握老师讲解的物理知识，自制了一轻质杠杆，把一边长为10cm、重60N的正方体G1用细绳拴在杠杆一端的A点，OA=20cm；把重为20N的G2放在杠杆另一边的C点，OC=10cm，此时杠杆水平平衡；后用一水平拉力F=2N，使G2匀速向右运动，经过12.5s后，可使G1对地面的压力恰好为0N。求：

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1. 如图所示，小明为了熟练掌握老师讲解的物理知识，自制了一轻质杠杆，把一边长为10cm、重60N的正方体G₁用细绳拴在杠杆一端的A点，OA=20cm；把重为20N的G₂放在杠杆另一边的C点，OC=10cm，此时杠杆水平平衡；后用一水平拉力F=2N，使G₂匀速向右运动，经过12.5s后，可使G₁对地面的压力恰好为0N。

求：

(1) 开始时，杠杆水平平衡，细绳上的拉力F₁多大？

(2) 在水平拉力作用下，G₂向右运动的速度是多少？

(3) 水平拉力所做的功是多少？

【考点】

功的计算公式的应用; 杠杆的平衡条件;

【答案】

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解答题困难

1. 赛龙舟自古以来在我国广为流传，现已成为亚运会比赛项目。如图是运动员在室内进行划桨训练的两个场景，图甲是训练装置的结构示意图，绳子系在“船桨”的A端，运动员坐在位置上用力将“船桨”从位置“1”划到位置“2”，重物的位置也发生了相应的变化。若重物的质量为20千克，“划桨”一次拉过绳子的距离为60厘米。(船桨重、绳重与摩擦均不计)

(1) 该装置中两个滑轮的作用是。

(2) “划桨一次，人至少做功焦。

(3) 图乙是某种耐力练习示意图，保持“船桨”与绳子垂直并静止。若OA为60厘米，A船B为20厘米，当一只手握在O端，另一只手握在B点并施加垂直“船桨”的力F。求此时力F的大小?

解答题普通

2. “低头族”长时间看手机，会引起颈部肌肉损伤。为研究颈部肌肉的拉力与低头角度的关系，小科建立头颅模型进行模拟。

如图甲：把人的颈椎简化为支点O，质量为1kg的头颅模型在重力作用下绕着支点转动，A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力的作用点，将细线的一端固定在B点，另一端用弹簧测力计拉着测量拉力。

如图乙：头颅模型在转动过程中，细线始终垂直于OB；让头颅从竖直状态开始向下转动，低头角度θ及细线拉力F的数据如表。

低头角度θ/度	0	15	30	45	60
细线拉力F₁/N	0	7.3	14.0	20.0	25.0

(1) 在答卷上图乙中画出细线拉力的示意图。

(2) 分析数据可知：低头角度越大，颈部肌肉承受的拉力就越大。解释：根据杠杆平衡条件I $\text{[math]}$ 可知，，拉力F₁就变大。成年人的头颅质量约为4kg，当低头角度为45°时，颈部肌肉实际承受的拉力约为 N。

(3) 下列措施中，有利于保护颈椎的有 ____。 A. 不要长时间低头看手机 B. 适当抬高手机屏幕，减小低头角度 C. 低头看书久了适当抬头望远

解答题普通

3. 图1是我国古代劳动人民发明的一种提水工具---桔槔，可简化为图2所示的杠杆。该装置工作时，可利用“坠石”的重力，帮助人们轻松地从井中向上提水。

(1) 不改变支点 O 的位置和“坠石”的重力，想要向上提水时更省力，可以将“坠石”悬挂点B适当(选填“靠近”或“远离”)支点O。

(2) OA的长度为1m， OB的长度为1.5m， “坠石”的重力为 100N，不计杠杆AOB自身重力、绳重和摩擦。

①若要竖直匀速提起总重为200N的水和水桶，则人竖直向上拉水桶的力还需要多少牛?

②上述过程中，“坠石”下降的高度为1.2m，则“坠石”的重力做功为多少焦?

解答题普通