1[2026江苏无锡模拟,中]机械手臂能够接受指令,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,产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。(g取10 N/kg)

(1)图丙为手爪的示意图,按箭头所示方向拉动上方的细线,弯曲件DOBC可绕O点转动,弯曲件DOBC此时为杠杆,其好处是。
(2)手爪按图甲所示的方式抓住物体向上运动时,利用C点产生的力将物体举高。为防止手爪在夹物体时给物体造成伤害,可以增大C点处的。
(3)电控组件的质量为400 g,忽略小车、底座、产柱、横臂和手爪的重力,相关参数如图丁所示(单位:cm),当机械手臂产柱竖直、横臂水平、没有抓取物体时,为防止小车轮子脱离地面,所加配重至少为N。

1.(1)费力 省距离 (2)摩擦 接触面积 (3)1
【解析】(1)根据图丙知,弯曲件DOBC的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,可以省距离。
(2)手爪按图甲所示的方式抓住物体向上运动时,利用C点产生的摩擦力,物体可以被举高。为防止手爪在夹物体时给物体造成伤害,可以增大C点处的接触面积,通过增大受力面积来减小压强。(3)电控组件的质量m组件=400 g=0.4 kg,忽略小车、底座、产柱、横臂和手爪的重力,为防止小车轮子脱离地面,由杠杆平衡条件得,以左侧车轮为支点,此时配重重力最小,所加配重至少为G配重 = $\frac{G_{组件}×l_2}{l_1}$ = $\frac{0.4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×5\ \mathrm{cm}}{10\ \mathrm{cm}+5\ \mathrm{cm}+5\ \mathrm{cm}}$=1 N。

2[2025 江苏南通质检，中]在跨学科实践活动中，同学们以我国古代的“龙骨水车”为主题开展研究。
【项目分解】
①查阅资料，了解我国古代“龙骨水车”的工作原理。
②制造简易“龙骨水车”。
【项目实施】
(1)“龙骨水车”是我国古代江南地区主要的灌溉农具之一，是一种历史悠久的提水设施，相当于现代的抽水机，其构造如图(a)所示。
《天工开物》中有“数尺之车，一人两手疾转，竟日之功可灌二亩而已”的记载。如图(b)所示，将水车一端浸入水中，另一端固定于岸上。使用时摇动长柄摇杆，使轮轴转动，带动嵌满刮水板的链条运动，槽内叶板刮水上行，倾灌于地势较高的田中。
①使用时，人对摇杆施加力的作用使轮轴转动，相当于在使用一个(填“省力”或“费力”)杠杆。
②写出一条提高“龙骨水车”提水效率的方法：。
(2)制造简易“龙骨水车”。
①“龙骨水车”的制作首要是选材。优先考虑的是提高材料的端面硬度和强度(材料的弹性模量越大，强度越大)，以保证水车稳固、联动和耐久；其次考虑材料的密度，以方便搬运。同学们查阅到几种木材的特性如表所示。
“龙骨水车”最好选用来制作。
②老师为同学们提供“龙骨水车”模型组件，按照说明书组装“龙骨水车”。

2.(1)①省力 ②在各部件之间加润滑油来减小摩擦(合理即可) (2)①柞木
【解析】(1)①摇杆在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。②增大提水效率,即增大机械效率,可以增大提升的物重,或减小摩擦等,因此要提高“龙骨水车”提水效率,可以增大槽内叶板刮水的质量或在各部件之间加润滑油来减小摩擦等。(2)①“龙骨水车”的制作首要是选材;优先考虑的是提高材料的端面硬度和强度(材料的弹性模量越大,强度越大),以保证水车稳固、联动和耐久;其次考虑材料的密度,为了搬运方便,密度要尽量小。根据表中数据可知,最好选用柞木来制作。