7. 小华和小明利用如图所示的实验装置来研究“杠杆的平衡条件”:

(1)若杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于
(2)多次实验数据记录如表:

根据实验数据,小华得出杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,他多次实验的目的是
(3)如图乙所示,杠杆平衡,若将两边的钩码同时各去掉一个,杠杆的
(4)实验结束后,他们又根据所得结论利用一根均匀木尺和橡皮进行了如下实验:如图丙,木尺AB重为0.6 N、长为20 cm,恰好有一半伸出水平桌面静止,A端放一重为0.2 N、边长为4 cm的橡皮M(可看成长方体,质量均匀分布),橡皮M左端与木尺A端对齐。现向右缓慢推动木尺
(1)若杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于
平衡
(选填“平衡”或“不平衡”)状态;此时应将杠杆右端的平衡螺母向右
端调节,使杠杆保持水平平衡状态,这样做的目的是便于测量力臂
;(2)多次实验数据记录如表:
根据实验数据,小华得出杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,他多次实验的目的是
得出普遍规律,避免偶然性
。(3)如图乙所示,杠杆平衡,若将两边的钩码同时各去掉一个,杠杆的
左
(选填“左”或“右”)端会下沉;(4)实验结束后,他们又根据所得结论利用一根均匀木尺和橡皮进行了如下实验:如图丙,木尺AB重为0.6 N、长为20 cm,恰好有一半伸出水平桌面静止,A端放一重为0.2 N、边长为4 cm的橡皮M(可看成长方体,质量均匀分布),橡皮M左端与木尺A端对齐。现向右缓慢推动木尺
2
cm,AB恰好翻倒。答案
7.(1)平衡 右 便于测量力臂
(2)得出普遍规律,避免偶然性
(3)左
(4)2
(2)得出普遍规律,避免偶然性
(3)左
(4)2
解析
【分析】
要解决这道题,需结合杠杆平衡的核心知识逐步分析:
1. 杠杆的平衡状态指静止或匀速转动,图甲中杠杆静止,属于平衡状态;实验前调平杠杆时,若杠杆左端下沉,平衡螺母需向右调节,使杠杆水平,此时力臂与杠杆刻度重合,便于测量力臂。
2. 探究杠杆平衡条件时,多次实验是为了避免单次实验的偶然性,得出普遍适用的规律,而非减小误差。
3. 判断杠杆哪端下沉,需比较两边力与力臂的乘积,乘积大的一端下沉:假设原平衡时左边3个钩码、力臂2格,右边2个钩码、力臂3格,满足平衡关系;去掉1个钩码后,左边力与力臂乘积更大,故左端下沉。
4. 木尺翻倒的临界条件是力矩平衡:支点为桌面边缘,木尺均匀,重心在AB中点;橡皮均匀,重心在自身中点(距左端2cm)。设向右推动木尺x cm时翻倒,根据力矩平衡列方程求解。
【解析】
(1) 杠杆静止时处于平衡状态;调节杠杆平衡时,平衡螺母向杠杆上翘的右端调节;使杠杆水平平衡的目的是便于测量力臂。
(2) 多次实验的目的是得出普遍规律,避免偶然性。
(3) 设每个钩码重力为G,每格长度为L,原平衡时满足$F_1L_1=F_2L_2$;去掉1个钩码后,左边力与力臂乘积为$2G×2L=4GL$,右边为$G×3L=3GL$,$4GL>3GL$,故左端下沉。
(4) 设向右推动木尺$x$ cm时恰好翻倒,根据杠杆平衡条件:
橡皮的力矩(逆时针)=木尺的力矩(顺时针)
$0.2N×(8cm - x) = 0.6N×x$
解得$x=2cm$。
【答案】
7.(1)平衡 右 便于测量力臂;(2)得出普遍规律,避免偶然性;(3)左;(4)2
【知识点】
杠杆的平衡条件、杠杆的调节
【点评】
本题围绕杠杆平衡条件展开,涵盖实验操作、多次实验目的、杠杆平衡判断及实际应用,是初中力学核心考点,需学生掌握杠杆平衡条件的核心,能结合模型分析力矩。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合杠杆平衡的核心知识逐步分析:
1. 杠杆的平衡状态指静止或匀速转动,图甲中杠杆静止,属于平衡状态;实验前调平杠杆时,若杠杆左端下沉,平衡螺母需向右调节,使杠杆水平,此时力臂与杠杆刻度重合,便于测量力臂。
2. 探究杠杆平衡条件时,多次实验是为了避免单次实验的偶然性,得出普遍适用的规律,而非减小误差。
3. 判断杠杆哪端下沉,需比较两边力与力臂的乘积,乘积大的一端下沉:假设原平衡时左边3个钩码、力臂2格,右边2个钩码、力臂3格,满足平衡关系;去掉1个钩码后,左边力与力臂乘积更大,故左端下沉。
4. 木尺翻倒的临界条件是力矩平衡:支点为桌面边缘,木尺均匀,重心在AB中点;橡皮均匀,重心在自身中点(距左端2cm)。设向右推动木尺x cm时翻倒,根据力矩平衡列方程求解。
【解析】
(1) 杠杆静止时处于平衡状态;调节杠杆平衡时,平衡螺母向杠杆上翘的右端调节;使杠杆水平平衡的目的是便于测量力臂。
(2) 多次实验的目的是得出普遍规律,避免偶然性。
(3) 设每个钩码重力为G,每格长度为L,原平衡时满足$F_1L_1=F_2L_2$;去掉1个钩码后,左边力与力臂乘积为$2G×2L=4GL$,右边为$G×3L=3GL$,$4GL>3GL$,故左端下沉。
(4) 设向右推动木尺$x$ cm时恰好翻倒,根据杠杆平衡条件:
橡皮的力矩(逆时针)=木尺的力矩(顺时针)
$0.2N×(8cm - x) = 0.6N×x$
解得$x=2cm$。
【答案】
7.(1)平衡 右 便于测量力臂;(2)得出普遍规律,避免偶然性;(3)左;(4)2
【知识点】
杠杆的平衡条件、杠杆的调节
【点评】
本题围绕杠杆平衡条件展开,涵盖实验操作、多次实验目的、杠杆平衡判断及实际应用,是初中力学核心考点,需学生掌握杠杆平衡条件的核心,能结合模型分析力矩。
【难度系数】
0.6
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