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最新简单机械（ word）一、简单机械选择题1 如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4 个重均为0.5N的钩码，当在A 点用与水平方向成30角的动力F 拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是A杠杆的动力臂为 8cmB该杠杆为费力杠杆CD动力F的大小为1.5N该杠杆的阻力大小为 0.5N【答案】 B【解析】【详解】11A、当动力在A 点斜向下拉（与水平方向成30角）动力臂是：OA= 4 2cm=4cm，故22A 错误；1B、阻力臂 OB， 3 2cm=6cmOA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B 正2确；C、该杠杆的阻力大小为：G=4 0.5N=2N，故 C 错误；D、根据杠杆的平衡条件，F l =F l ， GOB=F OA，代入数据， 2N 8cm=F 4cm，解得，1 12 212F=4N，故 D 错误。2 如图用同一滑轮，沿同一水平面拉同一物体做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、 F3，下列关系中正确的是A F1 F2 F3B F1 F2 F3C F2 F1F3D F2F1 F3【答案】 D【解析】【详解】第一个图中滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力，所以根据二力平衡，此时拉力F 1=f ；第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮可省一半的力，1所以根据二力平衡，此时拉力F 2=f；2第三个图中滑轮为动滑轮，由二力平衡可知此时的拉力等于两股绳子向右的拉力，即F3=2 f；由此可得 F 2< F 1< F 3.故 D 正确 .3 下列几种方法中，可以提高机械效率的是A有用功一定，增大额外功B额外功一定，增大有用功C有用功一定，增大总功D总功一定，增大额外功【答案】B【解析】【详解】A机械效率是有用功和总功的比值，总功等于有用功和额外功之和，所以有用功一定，增大额外功时，总功增大，因此有用功与总功的比值减小，故 A 不符合题意；B额外功不变，增大有用功，总功变大，因此有用功与总功的比值将增大，故意；B 符合题C有用功不变，总功增大，则有用功与总功的比值减小，故C 不符合题意；D因为总功等于有用功和额外功之和，所以总功一定，增大额外功，有用功将减小，则有用功与总功的比值减小，故 D 不符合题意4 利用如图所示的滑轮组提起一个重为2000N 的物体，绳子自由端的拉力F=600N。10s内物体被匀速提升2m。不忽略绳重和机械部件间的摩擦，则下列说法中正确的是A动滑轮总重为400NB绳子自由端移动的速度为0.8m/sC拉力 F 做功为 6000JD增加物体被提升的高度可提高该滑轮组的机械效率【答案】 B【解析】【详解】A由图知道，承担物重的绳子是四段，即n=4，若忽略绳重及摩擦，则拉力是：1F G G动 ，4由此可得动滑轮的总重是：G动4FG =4600N2000N=400N，由于是不忽略绳重和机械部件间的摩擦，故A 错误；B绳子自由端移动的距离是：s=4h=4 2m=8m ，绳子自由端移动的速度是：vs8m0.8m/s，t 10s故 B 正确；C拉力做的功是：W 总 =Fs=600N 8m=4800J，故 C 错误；D该滑轮组的机械效率是：W有用GhGhG=，W总FsF 4h4F即机械效率与高度无关，所以，增加物体被提升的高度不可能提高该滑轮组的机械效率，故 D 错误。5 某商店有一不等臂天平（砝码准确），一顾客要买 2kg 白糖，营业员先在左盘放一包白糖右盘加 1Kg 砝码，待天平平衡后；接着又在右盘放一包白糖左盘加 1kg 砝码，待天平平衡后然后把两包白糖交给顾客则两包白糖的总质量A等于2KgB小于2KgC大于2KgD无法知道【答案】C【解析】解答：由于天平的两臂不相等，故可设天平左臂长为a，右臂长为b（不妨设a b），先称得的白糖的实际质量为m1，后称得的白糖的实际质量为m2由杠杆的平衡原理：bm1=a1，am2 =b1，解得 m1= ，m2=则 m1 m2=因为（ m1 +m2） 2=因为 ab，所以（ m1+m2 ） -2 0，即 m1+m 2 2 这样可知称出的白糖质量大于2kg故选 C点睛：此题要根据天平的有关知识来解答，即在此题中天平的臂长不等，这是此题的关键6用图中装置匀速提升重为100N 的物体，手的拉力为60N，滑轮的机械效率为（）A16.7%B 20%C 83.3%D 100%【答案】 C【解析】【详解】由图可知，提升重物时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动，则该滑轮为动滑轮；拉力移动的距离s=2h，= 83.3%7 如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度若G1 G2 ，所用竖直向上的拉力分别为F1 和 F2，拉力做功的功率分别为 P12，两装置的机械效率分别为12和 P 和 （忽略绳重和摩擦）则下列选项正确的是A F1 F2； 1 2； P1 P2BF1 F2； 1 2； P1 P2C F1 F2；1 2；P1 P2D F1 F2； 1 2； P1 P2【答案】 A【解析】【详解】不计绳重及摩擦，因为拉力F 1 （ G+G 轮 ）， n12， n2 3，所以绳子受到的拉力分别n为： F1 1 （ G1+G 轮 ）， F2 1 （ G2 +G 轮 ），故 F1 F2；故 CD 错误；23因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W 额G 轮 h， W 有用 G 物 h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同；W有用可知，机械效率相同，由 12W总 ；又因为所用时间相同，由P W 可知，拉力做功的功率 P1 2 P ，故 B 错误， A 正确t故选 A 8 如图为工人用力撬起石头的情景，小亮在图中画出了四个作用于硬棒上的力，其中能正确表示工人左手施力且最省力的是 （ ）A F1B F2C F3D F4【答案】 C【解析】解答： 因为由图可知 ,四个力中 F3 的力臂最长，所以根据杆杆平衡条件可知，最省力的是沿 F3 方向故选 C.9 如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是ABCD【答案】 C【解析】【详解】1A 此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F=G；2B此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F=G；C此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3 股，则 F=1G；3D此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2 股，则 F=1G2由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C， C 符合题意10 下列简单机械中既可以省力，同时又可以改变力的方向的是A定滑轮B动滑轮C斜面D滑轮组【答案】 D【解析】【分析】不同机械的优缺点都不一样：动滑轮省力，但不能改变力的方向；定滑轮可以改变方向，但不能省力；斜面只能改变力的大小；滑轮组既可以改变力的大小也可以改变力的方向【详解】A 、定滑轮只能改变力的方向，不能省力，不符合题意；B、动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，不符合题意；C、斜面可以省力，不能改变力的方向，不符合题意；D、滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向，符合题意；故选 D 11 利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（）A重力做的功是有用功B拉力 F1 做的功是额外功C绳子自由端的拉力F 做的功是总功D该滑轮的机械效率可能等于100%【答案】 C【解析】 A、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功为有用功，故 A 错；B、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功，即拉力F1 做的功为有用功，克服绳与动滑轮之间的摩擦、克服动滑轮和绳重而做的功为额外功，故B错；C、绳子自由端的拉力F 做的功包括有用功、额外功，为总功，故C正确；D、在拉动物体的过程中要克服绳与动滑轮之间的摩擦、要克服动滑轮和绳重而做一定的额外功，使得有用功小于总功，该滑轮的机械效率总小于100%，故 D 错故选 C12 如图所示，用一滑轮组在 5s 内将一重为 200N 的物体向上匀速提起 2m ，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。则A物体上升的速度是2.5m/sB拉力 F 大小为 400NC拉力 F 的功率为 40WD拉力 F 的功率为80W【答案】 D【解析】【详解】A由 vs得体的速度：th2mv0.4m st5s故 A 项不符合题意；B图可知，绳子段数为n2 ，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，则拉力：F1 G1200N 100N22故 B 项不符合题意；CD绳子自由端移动的速度：v绳2v物20.4 m s0.8m s拉力 F 的功率：WFsPFv100N0.8m s80Wt t故 C 项不符合题意， D 项符合题意。13 如图所示的滑轮组上:挂两个质量相等的钩码A B,放手后将出现的现象是（忽略滑轮重,绳重及摩擦）（）A A 下降B B 下降C保持静止D无法确定【答案】 A【解析】分析：利用动滑轮、定滑轮的省力特点分析解答此题。定滑轮只能改变力的方向，不能省力，动滑轮可以省一半的力。解答 ： B 所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，A 所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力； A 与 B 质量相等，重力相等，将 B 拉起只需 A 重力的一半即可，所以 A 下降， B 上升。故选： A。【点睛】此题考查了动滑轮、定滑轮的省力特点，难点是判断动滑轮和定滑轮，属于基础题目。14 质量为 60kg 的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼已知工人在1min 内将货物匀速提高 6m ，作用在钢绳的拉力为 400N，滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示（机械中摩擦和绳重均不计 ）下列说法正确的是A作用在钢绳上的拉力的功率为400WB动滑轮的重力为200NC人对绳子的最大拉力为1000ND该滑轮组的最大机械效率为83.3%【答案】 B【解析】【分析】（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离snh ，利用 WFs 求拉力做的功，再利用WP求拉力的功率；t（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率=60%，利用W有GhGhGW总=F 3h求拉力；因机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力Fs3F1F（ GG动），据此求动滑轮重力；3（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力等于工人的重力；1（4）利用 F（ GG动）求提升的最大物重，滑轮组的最大机械效率3W有G最大 hG最大.大G最大G动 hG最大W总G动【详解】（1）由图可知， n=3，则绳端移动的距离： snh 3 6m 18m ，拉力做的功： W总Fs400N18m7200J，拉力的功率：PW总7200J 120W ，故 A错；t 60s（ 2）由图乙可知，物重 G=300N时，滑轮组的机械效率 =60%，根据W有GhGhGG300N500 NW总=F 3h3F可得：拉力 F3 60%167N ，Fs33因机械中摩擦力及绳重忽略不计，则F1 G G动，3所以， G动nFG3500 N200N300N ，故 B正确；3（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：F大G人mg60kg10N/kg600N，故 C 错；（4）由 F1 GG动可得，提升的最大物重：3G大nF大G动3600N200N 1600N，机械中摩擦和绳重均不计，则滑轮组的最大机械效率：大W有G最大 hG最大1600N100% 88.9% ，故 DW总G最大G动hG最大 G动1600N200N错故选 B15 如图，用滑轮组将600N 的重物在10s 内匀速提升了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是A绳子自由端拉力的功率是70WB滑轮组的机械效率是85.7%C提升重物的过程中所做的额外功是400JD提升的重物变成400N 时，滑轮组的机械效率将变大【答案】 B【解析】【详解】A根据图示可知，n=2，不计绳重和摩擦，拉力：F= 1 （ G+G 轮 ） = 1 （600N+100N ） =350N，22拉力端移动距离：s=2h=2 2m=4m，总功：W 总=Fs=350N4m=1400J，拉力的功率：P= W总 = 1400J =140W；t10s故 A 错；B有用功：W 有用 =Gh=600N2m=1200J，滑轮组的机械效率：W有1200J= W总 = 1400J 85.7%，故 B 正确；C提升重物的过程中所做的额外功：W 额=W 总 W 有用 =1400J1200J=200J，故 C 错；D当提升重物的重力减小为400N，做的有用功就变小，而额外功几乎不变，有用功和总功的比值变小，故滑轮组的机械效率变小，故D 错；16 如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O 点在竖直平面内自由转动，一拉力位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡该传感器显示其拉力F 与作用点到O 点距离x 的变化关系如图乙所示据图可知金属杆重（）A 5NB 10NC 20ND 40N【答案】 B【解析】【分析】杠杆的平衡条件【详解】使金属杆转动的力是金属杆的重力，金属杆重心在中心上，所以阻力臂为：L 1=0.8m ，取当拉力F=20N ，由图象可知此时阻力臂：L 2=0.4m ，根据杠杆的平衡条件有：GL 1=FL 2所以G0.8m=20N 0.4m解得：G=10N17 如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1 和 F2 的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）下列说法正确的是（）A拉力 F1 小于拉力F2B甲、乙两滑轮组的机械效率相同C甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械D甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等【答案】 B【解析】【详解】不计绳重及摩擦，因为拉力F= （ G 物+G 动 ）， n1=2， n2=3 ，所以绳端的拉力：F1= （ G 物+G 动 ）， F2 = （ G 物+G 动 ），所以 F1 F2，故 A 错误；因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W 额=G 动 h， W 有用 =G 物 h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；因为=，所以两滑轮组的机械效率相同，故 B 正确；使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故C 错误；因为绳子自由端移动的距离 s=nh， n1=2， n2=3，提升物体的高度 h 相同，所以 s1=2h， s2=3h ，则 s1s2，故 D 错误；18 骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿A缩短上坡过程中所走的路程C减小上坡过程中所施加的力S 型路线骑行，他这样做是为了（）B减少上坡过程中所做的功D缩短上坡过程中所用的时间【答案】 C【解析】【详解】A 上坡时，自行车上升的高度不变，走S 形路线所走的路线较长，A 不符合题意B使用任何机械都不省功，B 不符合题意C上坡时，走S 形路线所走的路线较长，相当于增长了斜面的长度，斜面越长越省力C符合题意D速度一定，走S 形路线所走的路线较长，所用的时间较长D 不符合题意19 下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ）ABCD【答案】D【解析】【详解】在 A 的斜面中，存在F 14m=G2m，故F1 =G 2；在B 的滑轮组中，n=3，故F2=G 3；在C的定滑轮中，不省力，故F3=G；在D 的杠杆中，存在F44l=Gl，故F 4=G；可见所需动4力最小的是D 20 如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A 拉至位置 B，在这个过程中，力F 的大小将（）A不变B变小C变大D先变大后变小【答案】 C【解析】【详解】在杠杆缓慢由A 到 B 的过程中，力F 始终与杠杆垂直，所以动力臂OA 的长度没有变化，阻力 G 的大小没有变化，而阻力臂l 却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：F?OA=G?l ，当OA、G 不变时， l 越大，那么 F 越大；因此拉力 F 在这个过程中逐渐变大C 符合题意，选项 ABD 不符合题意21 如图所示，用同一滑轮组分别将物体A 和物体B 匀速提升相同的高度，与提升B 相比，提升A 的过程滑轮组的机械效率较大，若不计绳重与摩擦的影响，则提升A 的过程A额外功较小B额外功较大C总功较小D总功较大【答案】 D【解析】解： AB 由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W 额=G 动 h 可知，提升 A 和 B 所做额外功相同，故 AB 错误；CD不计绳重和摩擦的影响，滑轮组的机械效率W有W有，额外功相同，提W总W有 W额升 A 的过程滑轮组的机械效率较大，所以提升A 物体所做的有用功较大，其总功较大，故C 错误， D 正确答案为 D点睛：本题考查对有用功、额外功和总功以及机械效率的认识和理解，注意同一滑轮组提升物体高度相同时额外功是相同的22C 点为硬棒 AD 的重心，硬棒可绕 A 点转动。在棒的 B 点施加力 F1， F1 的方向沿 OO 线，棒在图所示位置处于静止状态。则1>GBF1=s1 GA Fs2C重力的力臂等于SD F 方向沿 OO线向下11【答案】 A【解析】【详解】AB 由图像可得，A 点到 F的距离为s ，若令 A 点到重力的距离为s，根据杠杆的平衡条123件“动力动力臂=阻力阻力臂”可知F1s2Gs3可以推出F1s3Gs2由于s3s2可得F1G故 A 选项正确，符合题意， B 选项错误，不符合题意；C重力的力臂为支点 A 到重力的距离，重力竖直向下，因此力臂为水平方向，故C 选项错误，不符合题意；D F1 与 G 在支点同侧，重力方向竖直向下，所以的方向应该向上，故D 选项错误，不F符合题意。23 如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m1 、m2 的货物，当他的肩处于O 点时，扁担水平平衡，已知l1l 2，扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向O 点移近相同的距离l，则A扁担仍能水平平衡B扁担右端向下倾斜VC要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2- m1）ll1l 2VD要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2- m1）lVll2【答案】 D【解析】【详解】AB 原来平衡时， m1gl1=m2gl2，由图知， l1 l2，所以 m1 m2，设移动相同的距离 ?l，则左边： m11- =1 1-1g（ lm gll）m g l，右边： m2g（l2- l） =m2gl2- m2gl，因为 m12，所以 m12mlg mlg，则 m1（ l1- l）g m2（ l2 - l）g，则杠杆的左端向下倾斜，故AB 错误；CD因为 m1（ l1- l） gm2（ l2- l） g，故往右边加入货物后杠杆平衡，即： m1（ l1 - l） g=（ m2+m）（ l2- l） g，且 m1gl1=m2gl2，得 m=（m2- m1 ）Vl，故 C 错误， D 正确。l2Vl24 如图所示，在斜面上将一个重9N 的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为5N，斜面长 3m，高 1m。则下列说法中不正确的是：A该过程中做的有用功为9JB这个斜面的机械效率为60%C物体所受到的摩擦力是5ND减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率【答案】 C【解析】【分析】（ 1）根据公式 W=Gh 求拉力做的有用功；（ 2）根据 W=Fs 求拉力 F 对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；（3）克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功，利用W 额 =fs 求摩擦力；（ 4）提高斜面的机械效率的方法：减小摩擦力、增大斜面的倾斜程度。【详解】A、拉力做的有用功： W 有用 =Gh=9N1m=9J，故 A 正确，不符合题意；B、拉力 F 对物体做的总功： W 总 =Fs=5N 3m=15J，斜面的机械效率故 B 正确，不符合题意；C、克服摩擦力所做的额外功：W 额 =W 总-W 有=15J-9J=6J，由 W 额 =fs 得摩擦力，故 C 错误，符合题意 ；D、减小斜面与物体间的摩擦，可以减小额外功，有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值变大，可以提高斜面的机械效率，故D 正确，不符合题意。故选 C。【点睛】本题考查斜面的机械效率的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是解决本题的关键。25 如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为动滑轮的重力不可忽略现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率G 的物体缓缓上升，与物体重力 G 的关系可能符合下列图中的ABCD【答案】 B【解析】【详解】动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大；同时，物重增大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大，但由于摩擦也在增大，故机械效率 与物体重力 G 的关系并不成正比，且机械效率逐渐趋近于100%，故 B 正确符合题意，故选B