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，需要增大甲一侧重力与力臂的乘积：甲的重力不变，向后移动时，甲到支点的力臂增大，可使甲侧$G_甲L_甲$大于乙侧$G_乙L_乙$，让甲侧下沉；向前移动会减小甲的力臂，甲侧乘积更小，无法下沉；请乙后退会增大乙的力臂，乙侧乘积更大，乙侧会更下沉。只有向后移动是有效方法。

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

逐一分析各选项：
1. 选项A：该杠杆的支点为O，脚施加作用力的动力臂小于碓头重力对应的阻力臂，动力大于阻力，属于费力杠杆，该说法正确。
2. 选项B：根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，脚越靠近O点，动力臂越小，所需的动力越大，越费力，该说法错误。
3. 选项C：碓头较尖，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，并非增大压力，该说法错误。
4. 选项D：脚向下踏木杠的过程中，碓头的重力阻碍杠杆转动，属于阻力，不是动力，该说法错误。

6. 请补全下面的知识结构图。
简单机械
杠杆
平衡条件: (1)
滑轮
省力杠杆: 螺丝刀
(2) 杠杆: 钓鱼竿
等臂杠杆: (3)

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（或定滑轮，答案合理即可）

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（填“省力”或“费力”）杠杆。

解：
鼓声是由于鼓面振动产生的，鼓声主要通过空气传播到观众耳朵，运动员使用的船桨是费力杠杆。

8.如图所示,人举哑铃时,人的前臂可视为一个 （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 （填“不变”“变大”或“变小”）。

费力；变小。

解：
人举哑铃时，前臂的支点为肘关节，肱二头肌提供的动力的力臂小于哑铃施加的阻力的力臂，因此前臂属于费力杠杆。
将哑铃由水平位置慢慢向上举起的过程中，阻力为哑铃的重力，方向始终竖直向下，支点到阻力作用线的垂直距离逐渐减小，因此阻力臂变小。

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$F_1$(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(填“靠近”或“远离”)A点。

解：
由图可知，$F_1$的力臂小于$F_2$的力臂，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，动力臂越小动力越大，因此$F_1 ＞ F_2$。
闸杆质量分布均匀，重心在AB中点，重心到A端的距离为$\frac{1}{2}AB=\frac{1}{2}×3.2\ \mathrm{m}=1.6\ \mathrm{m}$，则重力的力臂为：
$L_G=1.6\ \mathrm{m}-AO=1.6\ \mathrm{m}-0.4\ \mathrm{m}=1.2\ \mathrm{m}$
在A端施加的力的最大力臂为AO，此时动力最小，根据杠杆平衡条件：
$F_{\mathrm{小}} × AO = G × L_G$
代入数据得：
$F_{\mathrm{小}}=\frac{G× L_G}{AO}=\frac{40\ \mathrm{N}×1.2\ \mathrm{m}}{0.4\ \mathrm{m}}=120\ \mathrm{N}$
根据杠杆平衡条件，适当将支点O远离A点，可增大动力臂、减小阻力臂，从而减小升起闸杆的力。
答案依次为：$\boldsymbol{＞}$；$\boldsymbol{120}$；$\boldsymbol{远离}$。