一、選擇題（每題3分，共9分）1.關(guān)于杠桿的力臂，下列說(shuō)法正確的是（）A.力臂是力的作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離B.力臂是支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離C.力臂是力的作用線到支點(diǎn)的距離D.力臂是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的垂直距離解析：選B。力臂的定義是支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離（而非“支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離”）。選項(xiàng)A、C、D均混淆了“力的作用點(diǎn)”與“力的作用線”的概念，是學(xué)生常見(jiàn)錯(cuò)誤。2.用如圖所示的滑輪組提升物體（忽略摩擦和動(dòng)滑輪重力），若物重為\(G\)，繩子自由端的拉力為\(F\)，則\(F\)與\(G\)的關(guān)系是（）（圖：滑輪組由1個(gè)定滑輪、1個(gè)動(dòng)滑輪組成，繩子從定滑輪下端固定點(diǎn)引出，向下繞過(guò)動(dòng)滑輪，再向上繞過(guò)定滑輪，自由端在右側(cè)）A.\(F=G/2\)B.\(F=G/3\)C.\(F=2G\)D.\(F=3G\)解析：選A。滑輪組省力的關(guān)鍵是數(shù)動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)（\(n\)），即與動(dòng)滑輪直接相連的繩子段數(shù)。圖中動(dòng)滑輪上有2段繩子，因此拉力\(F=G/n=G/2\)。3.下列措施中，能提高滑輪組機(jī)械效率的是（）A.增加提升的高度B.減小滑輪的摩擦C.減小物體的重力D.增加動(dòng)滑輪的重力解析：選B。機(jī)械效率\(\eta=\frac{有用功}{總功}=\frac{Gh}{Gh+額外功}\)。A選項(xiàng)：提升高度\(h\)在分子、分母中均存在，會(huì)抵消，不影響效率；B選項(xiàng)：減小摩擦可減小額外功，總功減小，效率提高；C選項(xiàng)：減小物重會(huì)減小有用功，效率降低；D選項(xiàng)：增加動(dòng)滑輪重力會(huì)增大額外功，效率降低。二、填空題（每空2分，共16分）1.杠桿的平衡條件是______，若作用在杠桿上的動(dòng)力為2N，動(dòng)力臂為40cm，阻力臂為10cm，則阻力為_(kāi)_____N。解析：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂（\(F_1L_1=F_2L_2\)）；8。計(jì)算時(shí)單位統(tǒng)一（40cm=0.4m，10cm=0.1m），代入得\(2N×0.4m=F_2×0.1m\)，解得\(F_2=8N\)。2.定滑輪的實(shí)質(zhì)是______杠桿，使用定滑輪不省力，但可以______；動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是______杠桿，使用動(dòng)滑輪可以省______力，但不能改變力的方向。解析：等臂；改變力的方向；省力（動(dòng)力臂是阻力臂2倍的）；一半。定滑輪支點(diǎn)在中心，動(dòng)力臂等于阻力臂，故為等臂杠桿；動(dòng)滑輪支點(diǎn)在邊緣，動(dòng)力臂是阻力臂的2倍，故為省力杠桿，省一半力。3.用一個(gè)滑輪組提升物體，已知物重為50N，動(dòng)滑輪重為10N，忽略摩擦，繩子自由端的拉力為_(kāi)_____N；若物體上升高度為2m，繩子自由端移動(dòng)的距離為6m，則該滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)_____（保留一位小數(shù)）。解析：20；83.3%。繩子段數(shù)\(n=s/h=6m/2m=3\)，拉力\(F=(G+G_動(dòng))/n=(50N+10N)/3=20N\)；機(jī)械效率\(\eta=\frac{Gh}{Fs}=\frac{G}{nF}=\frac{50N}{3×20N}≈83.3%\)（\(s=nh\)，簡(jiǎn)化后公式更便捷）。三、實(shí)驗(yàn)題（每空2分，共18分）1.探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿兩端的______，使杠桿在______位置平衡，目的是______。（2）實(shí)驗(yàn)中，若在杠桿左端掛3個(gè)鉤碼（每個(gè)0.5N），左端力臂為10cm，右端掛2個(gè)鉤碼（每個(gè)0.5N），右端力臂應(yīng)為_(kāi)_____cm才能使杠桿平衡。（3）多次實(shí)驗(yàn)的目的是______。解析：（1）平衡螺母；水平；方便測(cè)量力臂（消除杠桿自身重力影響）；（2）15（根據(jù)\(F_1L_1=F_2L_2\)，\(1.5N×10cm=1N×L_2\)，解得\(L_2=15cm\)）；（3）避免偶然性，得出普遍規(guī)律。2.探究滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有：物重\(G\)、______、拉力\(F\)、______。（2）實(shí)驗(yàn)中用到的測(cè)量工具是______和______。（3）若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得\(G=4N\)，\(h=0.1m\)，\(F=1.5N\)，\(s=0.4m\)，則有用功\(W_有=\)______J，總功\(W_總=\)______J，機(jī)械效率\(\eta=\)______（保留整數(shù)）。解析：（1）物體上升高度\(h\)；繩子自由端移動(dòng)距離\(s\)；（2）彈簧測(cè)力計(jì)；刻度尺；（3）0.4（\(W_有=Gh=4N×0.1m\)）；0.6（\(W_總=Fs=1.5N×0.4m\)）；67%（\(\eta=0.4J/0.6J≈67%\)）。四、計(jì)算題（每題8分，共24分）1.一根杠桿，支點(diǎn)在中間，左端掛一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體，左端力臂為0.5m，右端掛一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體，右端力臂應(yīng)為多少才能使杠桿平衡？（\(g=10N/kg\)）解析：左端力\(F_1=m_1g=2kg×10N/kg=20N\)，右端力\(F_2=m_2g=1kg×10N/kg=10N\)。根據(jù)杠桿平衡條件\(F_1L_1=F_2L_2\)，得\(L_2=\frac{F_1L_1}{F_2}=\frac{20N×0.5m}{10N}=1m\)。答案：1m。2.用一個(gè)滑輪組提升物體，已知?jiǎng)踊喼貫?0N，繩子段數(shù)\(n=3\)，忽略摩擦，若拉力為50N，求物體的重力。若物體上升高度為3m，求繩子自由端移動(dòng)的距離和機(jī)械效率。解析：（1）拉力公式\(F=\frac{G+G_動(dòng)}{n}\)，故\(G=nF-G_動(dòng)=3×50N-10N=140N\)；（2）繩子自由端移動(dòng)距離\(s=nh=3×3m=9m\)；（3）機(jī)械效率\(\eta=\frac{Gh}{Fs}=\frac{G}{nF}=\frac{140N}{3×50N}≈93.3%\)。答案：物體重力140N；繩子自由端移動(dòng)距離9m；機(jī)械效率約93.3%。3.一個(gè)斜面長(zhǎng)5m，高2m，用平行于斜面的拉力\(F\)將一個(gè)重100N的物體從斜面底端拉到頂端，忽略摩擦，求拉力\(F\)的大小。若實(shí)際拉力為50N，求斜面的機(jī)械效率。解析：（1）忽略摩擦?xí)r，總功等于有用功，即\(FL=Gh\)，故\(F=\frac{Gh}{L}=\frac{100N×2m}{5m}=40N\)；（2）實(shí)際拉力為50N時(shí)，有用功\(W_有=Gh=100N×2m=200J\)，總功\(W_總=FL=50N×5m=250J\)，機(jī)械效率\(\eta=\frac{W_有}{W_總}(cāng)=\frac{200J}{250J}=80%\)。答案：拉力40N；機(jī)械效率80%。總結(jié)簡(jiǎn)單機(jī)械的核心知識(shí)點(diǎn)包括：1.杠桿：平衡條件（\(F_1L_1=F_2L_2\)）、力臂定義、分類（等臂、省力、費(fèi)力）；2.滑輪：定滑輪（等臂杠桿，改變力的方向）、動(dòng)滑輪（省力杠桿，省一半力）、滑輪組（\(F=\frac{G+G_動(dòng)}{n}\)，\(\eta=\frac{G}{nF}\)）；3.斜面：\(FL=Gh\)（忽略摩