18. (24分)实验小组通过探究杠杆的平衡条件,来解释桔槔的使用原理。
(1) 实验前,杠杆水平静止如图甲,此时杠杆处于
平衡
状态(平衡/非平衡).将杠杆左下角物块M取走后,不调节平衡螺母,杠杆
不能
保持水平位置静止(仍能/不能).
(2) 调节杠杆水平平衡,进行多次实验,数据记录如下表：
|次数|动力$F_{1}/N$|动力臂$l_{1}/cm$|阻力$F_{2}/N$|阻力臂$l_{2}/cm$|
|---|---|---|---|---|
|1|2|12.0|1|24.0|
|2|2|5.0|1|10.0|
|3|3|10.0|2|15.0|
|4|4|12.0|3|16.0|
①分析表中的数据,归纳出杠杆的平衡条件是
$F_{1}l_{1}=F_{2}l_{2}$
(用表格中的字母表示).多次实验的目的是
寻找普遍规律，避免偶然性
.
②如图乙,此时在两侧钩码下各加挂一个钩码,杠杆
右端
(左端/右端)下沉.
(3) 桔槔是我国古代的取水工具,如图甲,在井边竖一根树杈,架上一根横木,横木一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图乙.若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以
增大
(增大/减小)石块的质量或向
右
(左/右)移动杠杆的支点.
(4) 图丙为桔槔在水平位置平衡的模型,A处所吊水和水桶的总质量为$m_{1}$,O处为支点,杠杆的质量为$m_{0}$,重心在C处,B处所挂石块的质量为$m_{2}$,$AO=l_{1}$,$OC=l_{0}$,$OB=l_{2}$.请写出$l_{2}$的表达式,$l_{2}=$
$\frac{m_{1}l_{1}+m_{0}l_{0}}{m_{2}}$
(用字母$m_{0}$、$m_{1}$、$m_{2}$、$l_{0}$、$l_{1}$表示).
