2. 人的前臂可以看成以肘关节为支点的杠杆，当手托物体屈肘时，胳膊上的肱二头肌对前臂施加一个动力，物体对前臂施加一个阻力。如图 12.1 - 13 所示，若物体重 12 N，此时阻力臂约是动力臂的 6 倍，则肱二头肌对前臂的拉力大约为N。当将该物体抬高时，阻力臂将(选填“变小”“变大”或“不变”)。

2.72　变小

解：设动力臂为$l_1$，阻力臂为$l_2$，已知$l_2 = 6l_1$，阻力$F_2=12\ \mathrm{N}$。
由杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$，得$F_1=\frac{F_2l_2}{l_1}=\frac{12\ \mathrm{N}×6l_1}{l_1}=72\ \mathrm{N}$。
当将物体抬高时，阻力臂将变小。
72；变小

3. 工人用力撬起石头的情景如图 12.1 - 14 所示，小亮画出了四个作用于硬棒上的力，其中能正确表示工人左手施力且最省力的是(选填“$ F_1 $”“$ F_2 $”“$ F_3 $”或“$ F_4 $”)。

3.F₃

【分析】
要解决这个问题，我们需要结合杠杆的相关知识逐步分析：
1. 先确定杠杆的支点：硬棒与石头接触的点为支点。
2. 明确省力的原理：根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，越省力。
3. 分析各力的力臂：力臂是支点到力的作用线的垂直距离。观察四个力，$F_1$、$F_2$的力臂小于支点到左手的硬棒长度；$F_4$的力臂更短；只有$F_3$的作用线与硬棒垂直，此时力臂等于支点到左手的硬棒长度，是四个力中力臂最长的，且$F_3$是工人左手施力的方向，符合题目要求。
【解析】
根据杠杆平衡原理，在阻力和阻力臂固定的情况下，动力臂越长，动力越小，越省力。
1. 确定支点：硬棒与石头的接触点为杠杆的支点。
2. 逐一分析各力的力臂：
$F_1$、$F_2$的力臂是支点到各自力的作用线的垂直距离，长度均小于支点到左手的硬棒长度；
$F_4$的力臂长度比$F_1$、$F_2$更短；
$F_3$的作用线与硬棒垂直，其力臂等于支点到左手的硬棒长度，是四个力中力臂最长的。
因此，$F_3$是工人左手施力且最省力的力。
【答案】
$F_3$
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂的定义
【点评】
本题考查杠杆的省力判断，核心是理解“阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力”，同时要明确力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而非支点到力的作用点的距离，需准确区分这两个概念。
【难度系数】
0.6

4. 小明同学想：怎样让滚石上山最省力？于是设计了一个滚球上台阶的模型如图 12.1 - 15 所示，请你在图中画出将圆球滚上台阶所需最小动力 F 的示意图。

4.

【分析】
要找到将圆球滚上台阶的最小动力，需结合杠杆平衡条件分析：
1. 确定支点：圆球滚上台阶时，与台阶的接触点O为支点；
2. 根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，在阻力（球的重力）和阻力臂大小一定时，动力臂越长，动力越小。因此要找到支点O到球面上的最长线段作为动力臂，该线段为连接O与球心并延长，与球的另一侧边缘的交点到O的线段（此为最长动力臂）；
3. 动力方向需垂直于该最长动力臂向上，此时动力最小。
【解析】
1. 确定支点：台阶的棱角O点为圆球滚上台阶时的支点；
2. 作最长动力臂：连接O点与球心，延长该线段至球的边缘，得到点A，线段OA即为最长动力臂；
3. 画最小动力：过点A作OA的垂线，方向斜向上，标注动力F，完成示意图（如图所示）。
【答案】
示意图见参考答案（以球上离O最远的点为作用点，垂直于该点与O的连线向上画带箭头的线段，标注F）
【知识点】
杠杆平衡条件，最小动力画法
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的实际应用，核心是理解“阻力和阻力臂一定时，动力臂越长动力越小”的规律，通过确定最长动力臂来找到最小动力，锻炼了运用物理知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.4

5. 下列四种工具正常使用时属于省力杠杆的是()。

A.筷子
B.食品夹
C.瓶起子
D.船桨

5.C

【分析】
要解决这道题，首先需要明确杠杆的分类依据：根据动力臂和阻力臂的大小关系，杠杆可分为省力杠杆（动力臂＞阻力臂）、费力杠杆（动力臂＜阻力臂）和等臂杠杆（动力臂=阻力臂）。解题时需结合生活中各工具的使用情况，判断每个选项中工具的动力臂与阻力臂的大小关系，进而确定其属于哪种杠杆类型，最终选出省力杠杆。
【解析】
逐一分析各选项：
A. 筷子：使用时支点靠近手部，动力作用点到支点的距离（动力臂）小于阻力作用点到支点的距离（阻力臂），属于费力杠杆；
B. 食品夹：支点位于夹子的连接处，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
C. 瓶起子：使用时支点在起子与瓶盖接触的位置，动力臂远大于阻力臂，属于省力杠杆；
D. 船桨：支点在船沿处，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
因此，属于省力杠杆的是瓶起子，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
杠杆的分类
【点评】
本题考查常见生活工具的杠杆类型判断，需要结合生活实际理解动力臂和阻力臂的大小关系，区分省力杠杆与费力杠杆，题目贴近生活，注重对基础知识的应用考查。
【难度系数】
0.8

6. 一种切甘蔗用铡刀示意图如图 12.1 - 16 所示，下列有关说法正确的是()。


A.刀刃很薄可以增大压力
B.铡刀实质上是一种费力杠杆
C.甘蔗放在 a 点比 b 点更易被切断
D.手沿 $ F_1 $ 方向用力比沿 $ F_2 $ 方向更省力

6.C

【分析】
要解决这道题，需结合压强、杠杆的相关知识逐个分析选项：
1. 分析A选项：回忆压强的影响因素，刀刃薄是通过减小受力面积来改变压强，并非改变压力；
2. 分析B选项：判断杠杆类型需比较动力臂和阻力臂的长短，铡刀的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
3. 分析C选项：根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，阻力臂越小，在动力臂和阻力不变时，所需动力越小，甘蔗放在a点时阻力臂更小，更易切断；
4. 分析D选项：力臂是支点到力的作用线的距离，$F_1$方向的动力臂比$F_2$方向短，根据杠杆平衡条件，动力臂越短越费力。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：刀刃很薄，是通过减小受力面积来增大压强，并非增大压力，故A错误。
B选项：铡刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，并非费力杠杆，故B错误。
C选项：根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，甘蔗放在a点时，阻力臂比放在b点时更小，在动力臂和阻力大小不变的情况下，所需的动力更小，因此更易被切断，故C正确。
D选项：手沿$F_1$方向用力时，动力臂比沿$F_2$方向时的动力臂短，根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂不变时，动力臂越短，所需动力越大，所以沿$F_1$方向更费力，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件；杠杆的分类；压强的影响因素
【点评】
本题综合考查了压强和杠杆的相关知识，需要准确区分压力与压强的概念，熟练运用杠杆平衡条件分析省力情况，同时明确力臂的判断方法，对基础概念的理解要求较高。
【难度系数】
0.6