4. 如图所示,是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”,用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点,A端挂有重为40 N的石块,B端挂有重为20 N的空桶,OA长为1.2 m,OB长为0.6 m。使用时,人向下拉绳放下空桶,装满重为100 N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计,下列说法中正确的是 ()

A.向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆
B.向下拉绳放下空桶时拉力为 20 N
C.向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为费力杠杆
D.向上拉绳提起装满水的桶时拉力为 40 N

4. D 解析:A. 向下拉绳放下空桶时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A错误;B. 向下缓慢拉绳放下空桶时,根据杠杆的平衡条件可知:$G_{\mathrm{石}}× OA=(G_{\mathrm{桶}}+F)× OB$,即$40\ \mathrm{N}×1.2\ \mathrm{m}=(20\ \mathrm{N}+F)×0.6\ \mathrm{m}$,可得$F=60\ \mathrm{N}$,故B错误;C. 向上拉绳提起装满水的桶时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C错误;D. 向上拉绳提起装满水的桶时,根据杠杆的平衡条件可知:$G_{\mathrm{石}}× OA=(G_{\mathrm{桶}}+G_{\mathrm{水}}-F')× OB$,即$40\ \mathrm{N}×1.2\ \mathrm{m}=(20\ \mathrm{N}+100\ \mathrm{N}-F')×0.6\ \mathrm{m}$,解得$F'=40\ \mathrm{N}$,故D正确。故选D。

5. ★★★ 图a所示的斜拉桥，可逐步简化成图b、c、d的模型。

(1)以O点为支点，在图d中作出$F_1$、$F_2$的力臂$l_1$、$l_2$。
(2)为了减小钢索承受的拉力，可适当（填“升高”或“降低”）钢索悬挂点在桥塔上的高度，理由是。

5.(1)
(2)升高 增大动力臂,在阻力、阻力臂不变的情况下可以减小动力
解析:(1)力臂是支点到力的作用线的垂直距离;过O点作力$F_1$的作用线的垂线,即为力$F_1$的力臂$l_1$,过O点作力$F_2$的作用线的垂线,即为力$F_2$的力臂$l_2$。
(2)阻力不变,阻力臂不变,阻力与阻力臂的乘积不变,为了减小钢索承受的拉力,可增大动力臂,即适当升高悬挂点在桥塔上的高度,从而减小钢索承受的拉力。

6. 创新实验 小明有一件重约15 N的工艺品，用细线悬挂两端点A、B处于静止状态，如图甲所示。他想用平衡的知识，通过计算在A、B连线上找出O点的位置，以便用一根细线系在O点将工艺品悬挂起来，静止时如图乙所示，并计算出工艺品的重力。小明身边只有一把弹簧测力计（0~10 N）、一把刻度尺和若干细线，他设计了如下实验，请完成以下实验步骤：

(1)取下工艺品，用刻度尺测出工艺品长度$ L_{AB} = $ cm，如图丙所示。
(2)用弹簧测力计拉住A端，B端用细线悬挂，平衡时如图丁所示，此时弹簧测力计读数$ F_1 = 8.0 $ N。
(3)交换弹簧测力计和细线的位置，平衡时工艺品的位置也如图丁所示，弹簧测力计读数$ F_2 = 6.0 $ N。
(4)由此可以计算出该工艺品的重力$ G = $ N。
(5)计算出O点到端点A间的距离$ L_{OA} = $ cm。
(6)反思:要准确找出O点的具体位置，除准确测量外，关键实验条件是（写出一个条件即可）。

6.(1)35.0 (4)14 (5)15 (6)AB在测量时保持水平(合理即可)
解析:(1)读数为35.0 cm,故工艺品的长度为35.0 cm。
(4)(5)当以A端为动力作用点时,根据杠杆平衡条件知:$F_1× L_{BA}=G× L_{OB}$,即$8\ \mathrm{N}×35.0\ \mathrm{cm}=G×(35.0\ \mathrm{cm}-L_{OA})\dots$①;当以B端为动力作用点时,根据杠杆平衡条件知:$F_1× L_{AB}=G× L_{OA}$,即$6\ \mathrm{N}×35.0\ \mathrm{cm}=G× L_{OA}\dots$②;由①②得,$G=14\ \mathrm{N}$,$L_{OA}=15\ \mathrm{cm}$。
(6)要准确找出O点的具体位置,除准确测量外,关键实验条件是AB保持水平且拉力沿竖直方向,否则用杠杆平衡条件算出的O到A的距离不准确。