翻开古籍,精湛的机械中藏着古人的智慧,在感受中华民族传统文化中夯实基础,解锁古人的智慧密码。请同学们思考并回答1~7题。
1. 桔槔是我国古代人民发明的一种取水工具,人们在井边竖一根立木,或就地利用树杈,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶。实际上它就是一种(填简单机械名称),由于其一端配有重物,所以人们提起水桶时,所用的力(选填“大于”“等于”或“小于”)水桶和水的总重力。水桶盛满水后,为减小人向上提水的力,根据杠杆的平衡条件,可以(选填“增大”或“减小”)石块的质量,或向(选填“左”或“右”)移动杠杆的支点。人向下拉绳放下空桶,石头的重力势能,此时桔槔属于杠杆。
2. 踏碓舂米的情景如图甲所示,其简化图如图乙所示。踏碓被架在木杠上,可以绕着固定点转动,踏碓的前端装有圆锥状石块,用脚反复踩踏碓后端,就可以舂米。O点为其支点,用脚向下踩踏时,此踏碓属于(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆,想要更省力,使用时脚应该(选填“靠近”或“远离”)O点,碓头较尖的目的是。若想让冲击稻谷时的压强更大,可以。

1. 杠杆 小于 增大 右 增大 费力
[桔槔的结构,是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆,且能绕着固定点转动,符合杠杆定义;根据杠杆的平衡条件可知,往上提水时,因为有石头分担了一部分力,人施加的力比水和桶的总重力小;根据杠杆的平衡条件,水桶盛满水后,阻力臂与阻力的乘积变大,为减小人向上提水的力,在动力臂不变的情况下,可以增大石块的质量,从而增大动力,或在阻力不变的情况下,向右移动杠杆的支点,减小阻力臂,增大动力臂;人向下拉绳放下空桶,石头被提高,重力势能增大;向下拉绳放下空桶时,右端的力为动力,左端的力为阻力,动力臂小于阻力臂,此时桔槔属于费力杠杆。]
2. 费力 远离 增大压强 增大石头的质量
[由图可知,支点O到动力作用线的距离小于O点到石块重力作用线的距离,故为费力杠杆;由杠杆的平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$得,动力$F_1=\frac{l_2}{l_1}F_2$,要使踩踏时所用的力变小,可减小$\frac{l_2}{l_1}$的比值,如将脚远离O点;碓头下方比较尖,是通过减小受力面积来增大压强的;根据压强公式,在受力面积一定时,增大压力可以增大压强,所以若想让冲击稻谷时的压强更大,可以增大石头的质量。]