4.杠杆在生活中有很多应用，如图甲、乙两个同学正在玩跷跷板，甲同学欲使自己所在一侧下沉，她可采取的有效方法是（）

A.向后移动
B.向前移动
C.前后移动都行
D.请乙后退

A

根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，要让甲所在一侧下沉，需使甲侧的力与力臂的乘积大于乙侧的对应乘积。甲的重力不变，向后移动时，甲到支点的力臂增大，甲侧的力和力臂的乘积变大，可实现自身一侧下沉；甲向前移动会减小自身侧力臂，无法达到目的；乙后退会增大乙侧的力臂，使乙侧乘积更大，乙侧下沉，不符合要求。因此只有A选项的方法有效。

5.我国古代典籍中记载了用脚踏碓给稻谷去壳的过程，用脚连续踏木杠的一端，另一端的碓头就会连续起落，如图所示。关于脚向下踏木杠的过程，下列说法中正确的是（）

A.脚踏碓属于费力杠杆
B.人的脚越靠近O点越省力
C.碓头较尖是为了增大压力
D.碓头受到的重力属于动力

A

该杠杆支点为O：
1. 动力臂是支点到脚的作用力的距离，阻力臂是支点到碓头阻力的距离，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，A正确。
2. 根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，阻力、阻力臂不变时，脚越靠近O点，动力臂越小，所需动力越大，越费力，B错误。
3. 碓头较尖是在压力一定时，通过减小受力面积增大压强，并非增大压力，C错误。
4. 脚向下踏的过程中，碓头的重力阻碍杠杆转动，属于阻力，不是动力，D错误。

6. 请补全下面的知识结构图。

简单机械
杠杆 平衡条件: (1)
省力杠杆: 螺丝刀
(2) 杠杆: 钓鱼竿
等臂杠杆: (3)
滑轮

解：
(1) 动力×动力臂 = 阻力×阻力臂（或$F_1L_1=F_2L_2$）
(2) 费力
(3) 天平（合理即可，例如定滑轮也符合要求）

7. 中华龙舟大赛的现场，鼓声雷动、桡桨飞舞，鼓声是由于鼓面产生的，鼓声主要通过传播到观众耳朵，运动员使用的船桨是（选填“省力”或“费力”）杠杆。

解：
声音是由物体振动产生的，鼓声是由于鼓面振动产生的；
声音的传播需要介质，现场的鼓声主要通过空气传播到观众耳朵；
船桨在使用过程中动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。

8.如图所示,人举哑铃时,人的前臂可视为一个（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆,在人将哑铃由水平位置慢慢向上举起的过程中,阻力臂（选填“不变”“变大”或“变小”）。

费力；变小。

解：
前臂的支点为肘关节，动力是肱二头肌对前臂的拉力，阻力是哑铃对前臂的压力，动力臂小于阻力臂，因此前臂是费力杠杆。
在将哑铃由水平位置慢慢向上举起的过程中，阻力为竖直向下的哑铃重力，支点到阻力作用线的垂直距离即阻力臂变小。

9. 如图甲所示，停车场的入口处通常使用闸杆来控制车辆的出入。如图乙所示，将闸杆AB看作一个质量分布均匀的杠杆，O为支点，闸杆的重力$ G=40\ \mathrm{N} $，$ AB=3.2\ \mathrm{m} $，$ AO=0.4\ \mathrm{m} $。升起闸杆时，分别沿$ F_1 $和$ F_2 $方向施加力，则$ F_1 $（选填“＞”“＜”或“=”）$ F_2 $；要使闸杆水平平衡，则在A端施加的最小力为N，为了减小升起闸杆的力，可以适当将支点O（选填“靠近”或“远离”）A点。

解：
由图乙可知，$F_2$的力臂等于$AO$，$F_1$的力臂小于$AO$，阻力和阻力臂均不变，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，动力臂越短动力越大，因此$F_1 ＞ F_2$。
闸杆质量分布均匀，重心在$AB$中点，重心到支点$O$的距离为：
$L_G = \frac{AB}{2} - AO = \frac{3.2\ \mathrm{m}}{2} - 0.4\ \mathrm{m} = 1.2\ \mathrm{m}$
当在A端施加的力的力臂最大（等于$AO$，即力垂直于闸杆向下）时，动力最小，由杠杆平衡条件：
$F_{\mathrm{min}} × AO = G × L_G$
代入数据得：
$F_{\mathrm{min}} = \frac{G × L_G}{AO} = \frac{40\ \mathrm{N} × 1.2\ \mathrm{m}}{0.4\ \mathrm{m}} = 120\ \mathrm{N}$
根据杠杆平衡条件，要减小升起闸杆的力，需要增大动力臂、同时减小阻力臂，因此可以适当将支点$O$远离$A$点。
答案依次为：$\boldsymbol{＞}$；$\boldsymbol{120}$；$\boldsymbol{远离}$。