Question

17．在探究“杠桿的平衡條件”實驗中，小明發(fā)現(xiàn)要使杠桿在水平位置平衡既可以向上，也可以向下拉動彈簧測力計．如圖所示，每個鉤碼重力均為0.5N，將兩個鉤碼掛在A點，如果彈簧測力計拉動B點（如圖甲所示），最少用力0.5N．如果拉動C點（如圖乙所示），拉力的方向為豎直向上時最省力．瓶起子在使用時有兩種用法，如圖丙（a）所示，兩種方法開蓋時瓶蓋對瓶起子的阻力可以認(rèn)為大小相同且瓶蓋沒有發(fā)生明顯的彎折，請在圖（b）中選擇出最省力的一種方式，并畫出動力F的力臂L₁．

Answer 1

分析 （1）設(shè)杠桿的分度值是L，根據(jù)杠桿平衡條件，求出B點施加的力．杠桿在水平位置平衡，力豎直作用在杠桿上，力臂在杠桿上，判斷作用在C點的力是豎直方向；然后根據(jù)動力使杠桿轉(zhuǎn)動，阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動，得出作用在C點的力是豎直向上的．根據(jù)杠桿平衡條件求出C點力的大小．
（2）根據(jù)杠桿的特點找出杠桿的五要素，即支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂；然后跟動力臂和阻力臂的關(guān)系對杠桿進(jìn)行分類．

解答 解：設(shè)杠桿的分度值是L，根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂得，2×0.5N×2L=F₂×4L，解得：F₂=0.5N；
要使杠桿在水平位置平衡，可以在C點施加一個豎直方向的力，力臂在杠桿上，原來A點掛鉤碼使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動，所以在C點施加的力阻礙杠桿逆時針轉(zhuǎn)動，所以在C點施加一個豎直向上的力；
因為a圖中左側(cè)動力的方向向上，阻力在B處豎直向下的力，即支點為A；而右側(cè)的動力方向向下，阻力在A處是豎直向下的力，即B為支點，從圖中可以看出兩種方法阻力臂相同，動力向上時的動力臂大于動力向下時的動力臂，所以a圖中左側(cè)更省力．力臂是支點到動力作用線的距離，如圖：
．
故答案為：0.5；豎直向上；如上圖．

點評 探究杠桿平衡條件時，杠桿在水平位置平衡，要使力臂在杠桿上，力要豎直作用在杠桿上．