4.利用如图6所示的核桃夹夹核桃，在A点用力$F_A$或在B点用力$F_B$捏核桃夹时，核桃上表面受到的压力均为F。下列关系式正确的是（）

A.$F ＞ F_A ＞ F_B$
B.$F_A ＞ F ＞ F_B$
C.$F_B ＞ F_A ＞ F$
D.$F_A ＞ F_B ＞ F$

4.A

【分析】
本题考查杠杆平衡条件的应用，解题思路如下：①确定核桃夹的支点、阻力与阻力臂：核桃对核桃夹的压力为阻力，大小等于核桃上表面受到的压力F，阻力臂是支点到核桃上表面的垂直距离，为定值；②确定动力臂：A、B两点到支点的垂直距离（动力臂），B点动力臂大于A点动力臂；③根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，动力臂越长，动力越小，可判断F_A与F_B的大小关系；④结合核桃夹是省力杠杆，动力小于阻力，判断F与F_A、F_B的大小关系，最终得出结论。
【解析】
核桃夹可看作杠杆，支点为转轴处。根据题意，核桃对核桃夹的阻力大小为F，阻力臂L阻（支点到核桃上表面的垂直距离）固定不变；A点的动力臂为L_A，B点的动力臂为L_B，由图可知L_B ＞ L_A ＞ L阻。
根据杠杆平衡条件：$F_{动}×L_{动}=F_{阻}×L_{阻}$，变形得$F_{动}=\frac{F_{阻}×L_{阻}}{L_{动}}$。
由于$F_{阻}=F$、$L_{阻}$不变，动力臂越长，动力越小，因此$F_B=\frac{F×L_{阻}}{L_B}$，$F_A=\frac{F×L_{阻}}{L_A}$，结合$L_B ＞ L_A$，可得$F_B ＜ F_A$；
又因为$L_A ＞ L_{阻}$，所以$F_A=\frac{F×L_{阻}}{L_A} ＜ F$，同理$F_B ＜ F_A ＜ F$，即$F ＞ F_A ＞ F_B$。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件、省力杠杆
【点评】
本题结合生活中的核桃夹实例，考查杠杆平衡条件的应用，关键是正确确定动力臂与阻力臂的大小关系，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.5

5.如图7所示,力F的力臂是 （）


A.OA
B.OC
C.OD
D.OF

5.B

【分析】要确定力F的力臂，需先明确力臂的定义：力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。解题时，先找到本题的支点O，再确定力F的作用线，最后从O点向力F的作用线作垂线，该垂线段即为力臂。
【解析】根据力臂的定义，力臂是支点到力的作用线的垂直距离。本题中，支点为O，力F的作用线是AF所在的直线，从O点向力F的作用线作垂线，垂线段为OC，因此力F的力臂是OC。
【答案】B
【知识点】力臂的概念
【点评】本题考查力臂的基本概念，属于力学基础题，核心是区分力臂（支点到力的作用线的垂直距离）与支点到力的作用点的距离，难度不大，需准确掌握定义。
【难度系数】0.6

6.如图8所示是一起重机正在匀速吊起货物时的情景,请在图中画出此时动力$F_1$的力臂$l_1$和阻力$F_2$的示意图。

图略。提示：悬挂货物的绳子对吊臂的拉力为阻力$F_2$;掌握力臂的规范画法也是解答本题的关键

【分析】
要画出动力F₁的力臂和阻力F₂，首先确定杠杆的支点为O点；阻力是阻碍杠杆转动的力，此处为货物对吊臂的拉力，方向竖直向下，作用点在吊臂末端悬挂货物处；力臂是从支点到力的作用线的垂线段，因此过支点O作F₁作用线的垂线，即为动力臂l₁。
【解析】
1. 确定阻力F₂：货物匀速吊起，绳子对吊臂的拉力为阻力，方向竖直向下，作用点在吊臂右端悬挂货物的位置，沿竖直向下方向画带箭头的线段，标注F₂；
2. 画动力臂l₁：以O为支点，用三角板的直角边对齐F₁的作用线，另一条直角边过O点，作F₁作用线的垂线段，标注该垂线段为l₁。
【答案】
图略，F₂为货物对吊臂竖直向下的拉力，l₁为支点O到F₁作用线的垂线段。
【知识点】
杠杆力臂、阻力概念
【点评】
本题考查杠杆中力臂的画法和阻力的确定，是杠杆相关的基础题型，需掌握力臂的规范作图方法，明确阻力的判断依据。
【难度系数】
0.5

7.同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图9甲所示。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找发生上述
现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。

(1)图9乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。
小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离。
小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断哪一个观点正确，同学们利用图10中水平平衡的杠杆（$OD ＞ OA = OC$）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。

①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离（选填“变小”“不变”或“变大”）。
②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，这两种情况下的距离不变。
③由此初步判断的观点是正确的。
(2)明确影响因素后，同学们利用图9乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在下表中。

|序号|动力$F_1$/N|$a$|阻力$F_2$/N|阻力臂$l_2$/cm|
|----|----|----|----|----|
|1|1.0|10|2.0|5|
|2|1.5|5|0.5|15|
|3|2.0|15|1.5|20|
①表格中$a$处应填写的内容是。
②分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是。
③若在图9乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆（选填“左”或“右”）端下沉。
(3)交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端
烛油滴下时该端上升；其原因是。

7.(1)①不变 ②支点到力的作用线 ③小明
(2)①动力臂$l_1$/cm ②动力×动力臂=阻力×阻力臂(或$F_1l_1=F_2l_2$) ③左
(3)此端力和力臂的乘积变小

【分析】
本题围绕杠杆平衡条件展开探究，分为三个部分：判断影响杠杆平衡的因素、探究杠杆平衡条件、解释蜡烛跷跷板的现象。对于(1)，需明确力臂是支点到力的作用线的距离，而非作用点的距离，通过实验对比不同悬挂位置的情况，分析影响杠杆平衡的因素；(2)根据杠杆平衡条件推导表格内容，结合数据得出平衡条件，再通过比较加钩码后的力与力臂乘积判断杠杆哪端下沉；(3)结合杠杆平衡条件，分析烛油滴下后力和力臂乘积的变化。
【解析】
(1)①支点到力的作用点的距离是力的作用点与支点间的线段长度，已知OA=OC，将A处钩码改挂在C处，该距离不变；
②将A处钩码改挂在D处，杠杆仍平衡，根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，B处力不变，A处力不变，说明支点到A处力的作用线的距离（力臂）不变；
③由上述实验可知，影响杠杆平衡的是力和支点到力的作用线的距离，故小明观点正确；
(2)①杠杆平衡条件为$F_1l_1=F_2l_2$，表格中a对应动力臂，单位为cm；
②分析表格数据：$1.0N×10cm=2.0N×5cm$，$1.5N×5cm=0.5N×15cm$，$2.0N×15cm=1.5N×20cm$，均满足动力×动力臂=阻力×阻力臂，即$F_1l_1=F_2l_2$；
③设每个钩码重力为G，图9乙中杠杆平衡时，左侧力与力臂的乘积等于右侧；各加一个钩码后，左侧乘积为$(F_1+G)l_1$，右侧为$(F_2+G)l_2$，代入数据计算得左侧乘积更大，故左端下沉；
(3)蜡烛一端烛油滴下时，该端蜡烛质量减小，重力减小，力臂不变，根据杠杆平衡条件，该端力与力臂的乘积变小，因此该端上升。
【答案】7.(1)①不变 ②支点到力的作用线 ③小明 (2)①动力臂$l_1$/cm ②动力×动力臂=阻力×阻力臂(或$F_1l_1=F_2l_2$) ③左 (3)此端力和力臂的乘积变小
【知识点】杠杆平衡条件，力臂的概念
【点评】本题是探究杠杆平衡条件的实验题，结合生活中的蜡烛跷跷板现象，考查学生对力臂概念、杠杆平衡条件的理解与应用，注重实验探究能力和知识迁移能力的考查，难度适中。
【难度系数】0.6