6 (14分)(2024·泰州海陵区一模)兴趣小组为探究“杠杆的平衡条件”，准备了以下器材：杠杆(有均匀刻度的直杆)铁架台、若干钩码(每个钩码质量均相同)、圆盘等.

(1)图甲杠杆静止不动，此时杠杆处于(填“平衡”或“不平衡”)状态. 为使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向侧适当调节.
(2)如图乙所示，杠杆调节平衡后，在A点挂3个钩码，B点挂个钩码，可使杠杆在水平位置平衡.多次改变所挂钩码的个数和位置，使杠杆在水平位置平衡.实验中“多次”的目的是.
(3)通过以上实践，小红认为“支点到力的作用点的距离”会影响杠杆的平衡.为判断这一观点是否正确，他们采用如图丙所示的装置进行实验.将一个密度均匀的圆盘放置在支架上，圆盘可绕O点自由转动，在C点挂4个钩码并用手
使圆盘CG处于水平位置，分别在D、E、F、G、H点处挂6个钩码，松手后观察圆盘状态并记录在下列表格中.

①综合以上实验分析可知，小红的观点是(填“正确”或“错误”)的；
②1、2、3三次实验圆盘能保持静止，原因是支点到的距离不变，物理学中将该距离叫作(填物理量的名称).

6.(1)平衡 右 (2)2 寻找普遍规律 (3)①错误 ②力的作用线 力臂
[解析]本题考查杠杆平衡条件实验，考查学生的实验能力.(1)在图甲中，杠杆静止，处于平衡状态，为使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向右侧适当调节.(2)根据杠杆平衡条件可得，3G×2l=nG×3l，解得n=2，则应在B点挂2个钩码方可使杠杆在水平位置平衡；实验中多次测量的目的是为了寻找普遍规律.(3)①实验中D、G、H点到支点的距离都相等，但圆盘有时静止有时不能静止，说明小红的观点是错误的；②1、2、3三次实验，圆盘能保持静止，原因是支点到力的作用线的距离不变，物理学中将该距离叫作力臂.
知识拓展 杠杆不在水平位置时，只要处于静止状态，就处于平衡状态，我们实验时让杠杆在水平位置平衡，是为了便于测量力臂.

【分析】
首先，判断杠杆平衡的依据是杠杆是否静止或匀速转动，图甲杠杆静止，故处于平衡状态；调节杠杆水平平衡时，平衡螺母向杠杆上翘的一侧调节，图甲左侧下沉，应向右调节。其次，利用杠杆平衡条件计算B点钩码数，结合实验多次测量的目的分析。最后，通过对比力的作用点距离相同但平衡状态不同的实验现象，判断小红观点的正误，再结合力臂的定义分析圆盘静止的原因。
【解析】
(1) 杠杆的平衡状态是指杠杆静止或匀速转动，图甲中杠杆静止，因此处于平衡状态；调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母应向杠杆上翘的一侧调节，图甲杠杆左侧下沉、右侧上翘，故应将平衡螺母向右调节。
(2) 根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，设每个钩码重力为$G$，每格长度为$l$，则A点力与力臂的乘积为$3G×2l$，B点为$nG×3l$，代入平衡条件得$3G×2l = nG×3l$，解得$n=2$；实验中多次改变钩码个数和位置，目的是避免实验偶然性，寻找普遍规律。
(3) ① 实验中D、G、H三点到支点的距离相等，但圆盘在这些点挂6个钩码时，有的保持静止、有的不能，说明“支点到力的作用点的距离影响杠杆平衡”的观点错误；② 1、2、3三次实验中，圆盘能保持静止，是因为支点到力的作用线的距离不变，物理学中将这个距离定义为力臂。
【答案】
6.(1)平衡 右 (2)2 寻找普遍规律 (3)①错误 ②力的作用线 力臂
【知识点】
杠杆平衡条件实验、力臂的概念、实验探究的方法
【点评】
本题围绕“杠杆的平衡条件”实验展开，全面考查杠杆平衡状态判断、平衡调节、平衡条件应用、力臂概念及实验目的等核心知识点，注重对实验探究过程的理解，是初中物理力学的基础实验题。
【难度系数】
0.6

7 (12分)在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时,小明提出了如下猜想:
猜想一:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关.
猜想二:弹性势能的大小与弹簧的材料有关.
为此,小明选用材料不同的两根弹簧A和B(长度和粗细均相同)、小球(质量为$m_1$)、木块和长刻度尺各一件,设计了如图所示的实验装置进行探究.实验中,木块起始位置相同.最后得出实验记录表.


(1)由于弹性势能的大小不便用仪器测量,本实验中弹性势能的大小可以通过木块移动的距离来体现,这种研究方法叫.请举出一个在热学探究中运用该方法的实例:.
(2)为了探究猜想一,可选用实验次数①和②的数据进行比较分析,得出结论.
(3)为了探究猜想二,可选用实验次数的数据进行比较分析,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关.
(4)在完成实验后,小明又找来一个质量为$m_2$的小球($m_1＞m_2$),用两小球在同一水平面上分别压缩同一根弹簧至相同位置后释放撞击同一木块,得到木块移动的距离分别为$s_1$和$s_2$,忽略小球自身摩擦对实验的影响,则$s_1$和$s_2$的大小关系为.
【拓展】实验中用“木块被小球推动的距离”表示“弹性势能的大小”,请你从功和能的角度分析解释:.

7.(1)转换法 清水中滴加红墨水,通过扩散现象说明分子在不停地做无规则运动
(2)弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关
(3)①和③(或②和④)
(4)$s_1=s_2$
【拓展】当弹簧被压缩的程度越大,木块获得的动能越大,能够克服摩擦所做的功就越多,所以滑行的距离也就越长

【分析】
本题是探究弹性势能影响因素的实验题，需结合转换法、控制变量法分析各问题：第(1)问需识别实验方法，转换法是将不易观察的物理量转换为易观察的量，热学中存在类似应用；第(2)问探究弹性势能与压缩程度的关系，需控制弹簧材料相同，对比压缩程度不同的实验数据；第(3)问探究与材料的关系，需控制压缩程度相同，改变弹簧材料；第(4)问同一弹簧压缩相同位置，弹性势能相同，转化的动能与小球质量无关；拓展部分从能量转化和做功的角度分析木块移动距离的决定因素。
【解析】
(1) 弹性势能的大小无法直接测量，实验中通过木块移动的距离来体现，这种将不易观察的物理量转换为易观察的物理量的方法叫转换法；热学探究中运用转换法的实例：清水中滴加红墨水，通过扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。
(2) 探究猜想一（弹性势能与弹簧被压缩程度有关），需控制弹簧材料相同，改变压缩程度，实验①和②中弹簧材料相同，压缩程度不同，木块移动距离不同，因此结论为：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。
(3) 探究猜想二（弹性势能与弹簧材料有关），需控制弹簧被压缩的程度相同，改变弹簧材料，因此选用实验次数①和③（或②和④）的数据进行比较分析，可得出弹性势能与弹簧材料有关的结论。
(4) 同一根弹簧压缩至相同位置，其弹性势能相同，释放后弹性势能转化为小球的动能，动能大小与小球质量无关，因此两小球获得的动能相同；小球撞击木块后，木块克服摩擦力做功，W=fs，动能相同则做功相同，摩擦力f相同，故滑行距离s相同，即s₁=s₂。
【拓展】弹簧被压缩时具有弹性势能，释放后弹性势能转化为小球的动能，同一弹簧压缩相同位置，弹性势能相同，转化的动能相同；小球撞击木块后，木块的动能用于克服摩擦力做功，W=fs，动能相同则做功相同，摩擦力f不变，因此木块滑行的距离相同，即木块移动的距离由弹簧的弹性势能决定，与小球质量无关。
【答案】
(1)转换法；清水中滴加红墨水，通过扩散现象说明分子在不停地做无规则运动
(2)弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关
(3)①和③(或②和④)
(4)s₁=s₂
【拓展】当弹簧被压缩的程度越大，木块获得的动能越大，能够克服摩擦所做的功就越多，所以滑行的距离也就越长
【知识点】
转换法、弹性势能、控制变量法
【点评】
本题围绕探究弹性势能的影响因素展开，重点考查转换法和控制变量法在实验中的应用，以及弹性势能与动能的转化、功的计算等知识点，是初中物理实验的典型题目，注重实验方法的理解和应用。
【难度系数】
0.6