Question

17．在探究“杠桿的平衡條件”實驗中，小明發(fā)現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）設杠桿的分度值是L，根據杠桿平衡條件，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；然后根據動力使杠桿轉動，阻力阻礙杠桿轉動，得出作用在C點的力是豎直向上的．根據杠桿平衡條件求出C點力的大小．
（2）根據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系對杠桿進行分類．

解答 解：設杠桿的分度值是L，根據杠桿平衡條件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動，所以在C點施加的力阻礙杠桿逆時針轉動，所以在C點施加一個豎直向上的力；
因為a圖中左側動力的方向向上，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．