Question

17．在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)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(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．如圖所示，每個(gè)鉤碼重力均為0.5N，將兩個(gè)鉤碼掛在A點(diǎn)，如果彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)B點(diǎn)（如圖甲所示），最少用力0.5N．如果拉動(dòng)C點(diǎn)（如圖乙所示），拉力的方向?yàn)樨Q直向上時(shí)最省力．瓶起子在使用時(shí)有兩種用法，如圖丙（a）所示，兩種方法開蓋時(shí)瓶蓋對(duì)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(qǐng)?jiān)趫D（b）中選擇出最省力的一種方式，并畫出動(dòng)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(diǎn)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(diǎn)的力是豎直方向；然后根據(jù)動(dòng)力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，得出作用在C點(diǎn)的力是豎直向上的．根據(jù)杠桿平衡條件求出C點(diǎn)力的大�。�
（2）根據(jù)杠桿的特點(diǎn)找出杠桿的五要素，即支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂；然后跟動(dòng)力臂和阻力臂的關(guān)系對(duì)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(diǎn)施加一個(gè)豎直方向的力，力臂在杠桿上，原來A點(diǎn)掛鉤碼使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以在C點(diǎn)施加的力阻礙杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以在C點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的力；
因?yàn)閍圖中左側(cè)動(dòng)力的方向向上，阻力在B處豎直向下的力，即支點(diǎn)為A；而右側(cè)的動(dòng)力方向向下，阻力在A處是豎直向下的力，即B為支點(diǎn)，從圖中可以看出兩種方法阻力臂相同，動(dòng)力向上時(shí)的動(dòng)力臂大于動(dòng)力向下時(shí)的動(dòng)力臂，所以a圖中左側(cè)更省力．力臂是支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，如圖：
．
故答案為：0.5；豎直向上；如上圖．

點(diǎn)評(píng) 探究杠桿平衡條件時(shí)，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．