4.机械手臂是机器人技术领域中的自动化机械装置，能够接受指令，完成抓取、伸缩、旋转和升降等动作.某实验小组制作了如图甲所示的机械手臂模型，并安装在一辆小车上，其结构简图如图乙所示.工作时安装在小车上的底座可以在水平面内自由旋转，立柱和横臂可以在竖直面内自由旋转，手爪可以抓取不同方向、不同高度的物体.

(1)如图丙所示为手爪的示意图，拉动上方的细线，弯曲件AOBC可绕O点转动，弯曲件AOBC此时为杠杆，同时拉动两根细线手爪就可夹住物体，利用C点产生的力将物体举高.
(2)如图丁所示，电控组件的质量为500g，忽略小车、底座、立柱、横臂和手爪的重力，相关参数如图所示(单位:cm)，当机械手臂立柱竖直、横臂水平没有抓取物块时，为防止小车轮子脱离地面，所加配重至少为N.当此机械臂抓取正前方一个质量为200g的金属块，将其举高20cm时，对金属块做功为J，在加上最小配重后，在立柱竖直、横臂最终水平状态下，为防止在抓取过程中小车轮子脱离地面，抓取物体的最大重力为N.在不增加器材的情况下，要想横臂最终保持水平位置并增加抓取物体的最大重力，可行的方法是. (g取10N/kg)

4.(1)费力 摩擦 (2)1.25 0.4 4.6875 将竖直的立柱向左侧转动

【分析】
第(1)问：判断杠杆类型需比较动力臂与阻力臂，手爪的弯曲件以O为支点，动力臂小于阻力臂，故为费力杠杆；手爪夹住物体依靠接触面间的摩擦力，因此利用摩擦力举高物体。
第(2)问：①无抓取物时，根据杠杆平衡条件，结合电控组件和配重的力臂计算配重；②对金属块做功用$W=mgh$计算；③抓取物体时，利用杠杆平衡条件，结合已知配重和力臂计算最大物体重力；④要增加最大重力，需调整力臂，将立柱向左侧转动，改变力臂提升平衡时的最大重力。
【解析】
(1) 手爪的弯曲件AOBC绕O点转动，动力作用点到支点O的距离（动力臂）小于阻力作用点到支点O的距离（阻力臂），因此是费力杠杆；手爪夹住物体时，C点的接触面间产生摩擦力，利用该摩擦力将物体举高，故答案为费力、摩擦。
(2) ① 电控组件的重力：$G_{电}=m_{电}g=0.5kg×10N/kg=5N$。当无抓取物时，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，代入力臂关系得：$5N×5cm=G_{配}×20cm$，解得$G_{配}=1.25N$。
② 对金属块做功：$W=mgh=0.2kg×10N/kg×0.2m=0.4J$。
③ 抓取物体时，根据杠杆平衡条件，结合力臂关系计算得最大物体重力为$4.6875N$。
④ 在不增加器材的情况下，将竖直的立柱向左侧转动，可调整力臂，使横臂保持水平并增加抓取物体的最大重力。
【答案】
(1)费力；摩擦 (2)1.25；0.4；4.6875；将竖直的立柱向左侧转动
【知识点】
杠杆平衡条件、功的计算、重力的计算
【点评】
本题以机械手臂模型为载体，综合考查杠杆分类、杠杆平衡条件、功的计算等知识点，需要学生准确分析力臂，结合平衡条件解决实际问题，注重物理知识的应用。
【难度系数】
0.4