简单机械培优题(word)

1、简单机械培优题（word）一、简单机械选择题1 .如图所示，一均匀木板 AB, B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板 下垫有长方形木块 C,恰好使木板水平放置.现有水平拉力F拉木块C,在粗糙水平地面上由B向A缓慢运动过程中，拉力 F将A.变小B.不变G逐渐增大D.先减小后增大【答案】A【解析】【详解】以杆为研究对象，杆受重力 G和C对它的支持力F支,根据杠杆平衡条件可得：F支?1支= G?g,水平力F由B向A缓慢匀速推动木块，F支的力臂在增大，重力 G及其力臂1g均不 变，所以根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐减小；由于支持力逐渐减小，且力的作用是相互的，所以可知杆对

2、物体C的压力也逐渐减小，根据影响摩擦力大小的因素可知，C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐减小，拉力和摩擦力是平衡力，由力 的平衡条件可知，水平拉力 F也逐渐减小.2 .小勇体重600N,利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m.已知物体 A重为800N,小勇作用在绳端的拉力大小为500N,在此过程中，下列说法正确的是A.水平地面对小勇的支持力做功为6000JB.小勇做的有用功为 3000JC.小勇拉力的功率为 250WD.此滑轮组的机械效率为80%【答案】D【解析】水平地面对小勇的支持力与小勇运动的方向是垂直的，支持力不做功，故 A错；小勇做的有用功就是克服物体的重力做的功W有=Gh

3、=800N><5m=4000J,故B错；小勇做的总功为 W总=Fs=500NX10m=5000J,拉力的功率为 P=W总/t=5000J/10s=500W ,故C错；滑轮组的机械 效率为W有/W总=4000J/5000J=80%,故D正确；应选 D.3.用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m,不计摩擦和绳重时，滑轮组的机械效率为60%.则下列选项错误的是（）A.有用功一定是 150JB.总功一定是 250JC.动滑轮重一定是 100ND.拉力大小一定是 125N【答案】D【解析】【分析】知道物体重和物体上升的高度，利用W=Gh求对物体做的有用功；又知道滑

4、轮组的机械效率，利用效率公式求总功，求出了有用功和总功可求额外功，不计绳重和摩擦，额外功 W额=G轮h,据此求动滑轮重；1 不计摩擦和绳重，根据 F= （G物+G轮）求拉力大小.【详解】G G对左图滑轮组，承担物重的绳子股数n=3,对物体做的有用功：W a=Gh=150NX 1m=150J,WW有 150J由刀：TT，得： W = =250J 因此 W额=W -W有=250J-150J=100J-因为不W息60%计绳重和摩擦， W额=G轮h,所以动滑轮重:cW额100JG轮= = - =100N ,拉力F的大小:F=1 （G物+G轮）=1 （150N+100N） =250N;对右图滑轮组，承担

5、物重的绳子股数 333一，, Wn=2,对物体做的有用功：W=Gh=150NX 1m=150J,由刀=二，得：W总W息W 有 150J60%=250J,所以 W额=W总-W有=250J-150J=100J；因为不计绳重和摩擦,W额=G轮h,因此动滑轮重： G轮= I。1=100N ,拉力F的大小：F= （G物+G轮）= h 1m22（150N+100N） =125N;由以上计算可知，对物体做的有用功都是150J,总功都是250J,动滑轮重都是100N,故A、B、C都正确；但拉力不同，故 D错.故选D.4 .如图所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所 做的总功为

6、W1,机械效率为中；用乙滑轮所做的总功为 W2,机械效率为斗，若不计绳 重与摩擦，则叩CAWi = W2yi =2B.Wi = W2印 <2C.Wi < W2印 >2”D.Wi > W2rll <2【答案】C【解析】【分析】由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，利用乙滑轮做的额外功多，由 小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加，、S，小一 EW上额外功，可以比较出两种情况的总功大小.然后利用 100%即可比较出二者机W械效率的大小.【详解】因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用

7、功相同； W根据 可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效W率越高.而乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低.即 Wi<W2, i> 2 .【点睛】本题考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点，比较简单，主要是学生明确哪些是 有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小.5 .山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈“窈，目的是A.加快上山时的速度B.省力C.减小对物体的做功D.工作中养成的生活习惯【答案】B【解析】斜面也是一种简单机械，使用斜面的好处是可以省力.挑物体上山，其实就是斜面的应用，走S形的路

8、线，增加了斜面的长，而斜面越长，越省力，所以是为了省力.故选B.6 .在生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是A.可以省力或省距离，但不能省功B.可以省力，同时也可以省功C.可以省距离，同时也可以省功D.只有在费力情况时才能省功【答案】A【解析】【详解】使用机械可以省力、省距离或改变力的方向，但都不能省功，故A选项正确;使用任何机械都不能省功，故 B C、D选项错误；7 .下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（）A.功率大的机械，做功一定多8 .做功多的机械，效率一定高C.做功快的机械，功率一定大D.效率高的机械，功率一定大【答案】C【解析】试题分析：根据功、功率、

9、机械效率的关系分析.功率是单位时间内做的功的多少，机械 效率是有用功与总功的比值.解：A、说法错误，功率大，只能说明做功快；B、说法错误，由于机械效率是有用功与总功的比值，故做功多，不一定机械效率就大；C、说法正确；D、说法错误，机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大.故选C.8.用如图所示滑轮组提起重 G=320N的物体，整个装置静止时，作用在绳自由端的拉力F=200N,则动滑轮自身重力是（绳重及摩擦不计）A. 120NB. 80NC. 60ND.无法计算【答案】B【解析】 【详解】由图可知，n=2,由题知，G物=320N, F=200N,不考虑绳重和摩擦，,1即：200N=-320N

10、 + G轮），动滑轮重：G轮=80N.9.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组装置。当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度 v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下 列计算结果不正确的是A. 0s1s内，地面对物体的支持力大于10NB. 1s2s内，物体在做加速运动C. 2s3s内，拉力F的功率是100WD. 2s3s内，滑轮组的机械效率是83.33%【答案】C【解析】【详解】（1）由图乙可知，在01s内，拉力F=30N.取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力 G和G动,向上的支

11、持力F支，及三根绳子向上的拉力 F'作用，处于静止状态；地面对重物的支 持力 F 支=6干'=G-3F 拉 +G 动=100N-3X 30N+G 动=6 动 +10N ' 10N,故 A 正确；（2）由图 丙可知，1s2s内，物体在做加速运动，故 B正确；（3）由图可知在23s内，重物做匀速 运动,V3=2.50m/s,拉力F3=40N,因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股 数）n=3,所以拉力F的作用点下降的速度 v'3=3v3=3X2.50m/s=7.5m/s,拉力做功功率（总功率）：P总=F3v'3=40NX7.5m/s=300W,故

12、C错误；滑轮组的机械效率：刀=ICON也X100% = F：3h><i00% = 4ON xmoo%" 83.33%,故 d 正确。故选 C. 【点睛】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n= 3,则拉力F移动的距离s= 3h. (1)已知滑轮组绳子的段数 n和拉力F拉，物体静止，设滑轮组对物体的拉力F',其关系为F1拉=q (F' +G);地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力 F' (2)由F-t图象得出在12s内的拉力F,由h-t图象得出重物 上升的高度，求出拉力 F的作用点下降的距离，利用

13、W=Fs求此时拉力做功.(3)由F-t 图象得出在23s内的拉力F,由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P=Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及S与h的关系，利用效率求滑轮组的机械效率.10.如图所示，手用 Fi的力将物体B匀速提升h, Fi做功为300J;若借助滑轮组用 F2的力把物体B匀速提升相同高度,F2做功为500J,下列说法错误的是A.滑轮组机械效率为 60%B.两个过程物体 B均匀速运动，机械能增加F2做的功有一部分属于额外功C.滑轮组的自重，绳子和滑轮之间的摩擦等因素导致D. F2做功的功率比Fi做功的功率大【答案】D【解析】【详解】A.

14、根据题意知道，用 Fi的力将物体B匀速提升h, Fi做的是有用功，即 W”300J,借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度，F2做的是总功，即 W总=500J,由Wi00%知道，滑轮组的机械效率是： WWr 用300Ji00%=i00%=60%W500J,故A不符合题意；B.由于两个过程物体 B均做匀速运动，所以，动能不变，但高度增加，重力势能增大, 而动能与势能之和是机械能，所以机械能增大，故B不符合题意；F2多做一些C.由于需要克服滑轮组的自重及绳子和滑轮之间的摩擦做功，即由此导致功，即额外功，故 C不符合题意；c WD.由P丁知道，功率由所做的功和完成功所需要的时间决定，根据题意不

15、知道完成功所用的时间，故无法比较功率的大小，故D符合题意.11.如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是A.杠杆仍能平衡B.杠杆不能平衡，右端下沉C.杠杆不能平衡，左端下沉D.无法判断【答案】C【解析】【详解】原来杠杆在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为物体对应的力臂分别为 OC、OD,A、B的重力，其根据杠杆的平衡条件可得：mAgQC=m BgQD ,由图示可知， QC>QD.所以mAvmB,当向支点移动相同的距离 L时，两边的力臂都减小=mAgQC mAgA L ,右边为：mBg (QD - AL) =mBgQD

16、- mBgA L ,由于 所以：mAgQC - mAgA L> mBgQD - mBgA L .因此杠杆将向悬挂 A物体的一端即左端倾斜.故选C. L,此时左边为：mAg (QC - AL)mAmB,所以 mAgLvmBgL；12.如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图,AOB为一可绕固定点 。转动的轻质杠杆，已知QA:QB 1:2, A端用细线挂一空心铝球，质量为 2.7kg .当铝球一半体积浸在水中，在 B端施加3.5N的竖直向下的拉力 F时，杠杆恰好在水平位置平衡.(铝2.7 103kg/m3, g 10N / kg)下列结果正确的是A.该铝球空心部分的体积为 1 10 3m3

17、B.该铝球的体积为3 10 3m3C.该铝球受到的浮力为 20ND.该铝球受到的浮力为 40N【答案】C【解析】【分析】根据密度的公式得到铝球实心部分的体积，根据杠杆的平衡条件得到A端的拉力，铝球在水中受到的浮力等于重力减去A端的拉力，根据阿基米德原理求出排开水的体积，从而得出球的体积，球的体积减去实心部分的体积得到空心部分的体积 【详解】铝球实心部分的体积：V实 m 27卫一3 1 10 3m3,2.7 103kg/m3OB2由杠杆平衡的条件可得：Fa>OA=Fb>OB, Fa Fb 3.5N 7N ,OA1铝球受到的浮力：F浮 G F mg F 2.7kg 10N /kg 7N

18、 20N ,2 10 3m3,- F20N铝球排开水的体积:铝球的体积：V球则空心部分的体积:V排33水 g 1 103kg/m3 10N/kg_33_332V排 2 2 10 m 4 10 m ,4333V空 V V 4 10 m 1 10 m本题考查杠杆和浮力的题目，解决本题的关键知道杠杆的平衡条件和阿基米德原理的公13.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C.D.【答案】C【解析】【详解】A.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=1G;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

19、子由3股，则F=1G；3口，入,，1D.此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F=2G.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.14 .如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是Fl、F2、F3,比较它们的大小应是（）A. F1>F2>F3B. F1VF2VF3C. F2>Fi>F3D. F2V Fiv F3【答案】D【解析】【详解】设物块与地面的摩擦力为 f,第一个图中滑轮为定滑轮，因为使用定滑轮不省力，所以 Fi=f；第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省

20、一半力.所以F2=°f；2第三个图中滑轮为动滑轮，但F3处作用在动滑轮上，此时动力臂是阻力臂的二分之一，所以要费力即F3=2f；故F2<Fi<F3；答案为D.15 .如图所示的装置，重100 N的物体A在水平面做匀速直线运动，作用在绳自由端的拉力F 是20 N,则下列判断正确的是（不计滑轮重和滑轮间摩擦）A.作用在物体 A上水平拉力是100 NB.作用在物体A上水平拉力是20 NC.物体A受到的滑动摩擦力是 80 ND.物体A受到的滑动摩擦力是 40 N【答案】D【解析】【详解】AB .根据二力平衡的条件进行分析，因为有两条绳子作用在动滑轮上，所以作用在物体A上 的水平拉

21、力 F=2 X 20 N=40 NM AB错误；CD.因为物体匀速运动，所以摩擦力等于作用在 A上的水平拉力，大小为40 N,故C错误， D正确。16 .如图所示的装置中，物体A重100N,物体B重10N,在物体B的作用下，物体A在水平面，上做匀速直线运动，如果在物体A上加一个水平向左的拉力 F,拉力的功率为30W,使物体B匀速上升3m所用的时间为（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重）A. 1s B. 2s C. 3 s D. 4s【答案】B【解析】分析：（1）物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。（2）拉动A向左运动，A受到水平向左的拉

22、力 F和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平 衡，可求出拉力。（3）利用滑轮组距离关系，B移动的距离是 A移动距离的3倍，求出A移动的距离，则拉WP .力所做的功为小=产帛，再利用1求出做功时间。解答：不计滑轮与轴之间的摩擦、不计绳重和滑轮重，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，拉= 3G8=3X1ON = 39*拉动a向左运动时，A受到向右的拉力 不变，摩擦力的方向向右，此时受力如图：Ff F拉1 1F = f+% = 30M + 30N = 60N. = 3T贝产产二产6二加，因此拉力f做W 60/功:件= "$a = 60Nx 1血=60/|,所用时间为七一巨.百丽土&#

23、39;。故选：B。【点睛】此题注意分析滑轮组的绳子段数，确定所使用的公式，做好受力分析是解题关 键。17 .如图所示，一根木棒在水平动力（拉力）F的作用下以。点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂为L,动力与动力臂的乘积为M ,则A. F增大，L增大，M增大C. F增大，L减小，M增大"【答案】C【解析】B. F增大，L减小，M减小D. F减小，L增大，M增大【分析】找某一瞬间：画出力臂，分析当转动时动力臂和阻力臂的变化情况，根据杠杆平衡条件求解.如图,Fll为动力臂，L为阻力臂，由杠杆的平衡条件得：Fl=GL；以。点为轴，由竖直位置逆时针匀 速转到水平位置的过程

24、中，l不断变小，L逐渐增大，G不变；由于杠杆匀速转动，处于动 态平衡；在公式Fl=GL中，G不变，L增大，则GL、Fl都增大；又知：l不断变小，而 不断增大，所以F逐渐增大，综上可知：动力 F增大，动力臂l减小，动力臂和动力的乘 积M=Fl增大；故选C.【点睛】画力臂：画力的作用线（用虚线正向或反方向延长）；从支点作力的作用线的垂线得垂足；从支点到垂足的距离就是力臂.18 .如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为Gi、G2的货物提高相同的高度(不计绳重和摩擦)，下列说法正确的是A.用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变B.若Gi = G2,则甲的机械效率大于乙的机械效率C.若Gi

25、 = G2,则拉力Fi与F2所做的总功相等D.若Gi = G2,则甲、乙滑轮组所做的额外功相等 【答案】B 【解析】 【分析】(i)同一滑轮组提起重物不同时，所做的额外功相同，有用功不同，根据机械效率为有用 功和总功的比值判断滑轮组机械效率是否变化；(2)滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功，根据W= Gh比较两者所做总功之间的关系；(3)滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功，根据W= Gh比较两者的大小，再根据机械效率为有用功和总功的比值比较两者机械效率之间的关系；(4)根据 W= Gh比较有用功的大小. 【详解】A.用同一个滑轮组提起不同的重物时，额外功不变，但有用功不

26、同，有用功和总功的比 值不同，则滑轮组的机械效率不同，故 A错误；BC.若Gi=G2,且货物被提升的高度相同，根据 亚有=6物h可知，两滑轮组所做的有用功 相等；不计绳重和摩擦，拉力所做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功，因甲滑轮组只 有i个动滑轮(即动滑轮重更小)，所以由Wx (G物+G动)h可知，甲滑轮组做的总功W小于乙滑轮组做的总功，由 可知，甲滑轮组的机械效率高，故 B正确，C错误；WD.两物体被提升的高度相同，动滑轮的重力不同，根据 W=G动h可知，甲、乙滑轮组所 做的额外功不相等，故 D错误.故选B.【点睛】涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要

27、清楚额外功是对谁做的功，使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功.19.人直接用Fi的拉力匀速提升重物，所做的功是W;若人使用某机械匀速提升该重物到同一高度则人的拉力为 F2,所做的功是W （）A. Fi 一定大于F2B. Fi 一定小于F2C. W2一定大于 WD.只有F2大于Fi, W2才大于 W【答案】C【解析】【详解】AB.直接用Fi的力匀速提升重物，则Fi=G,使用滑轮匀速提升该重物，由于滑轮种类不清楚，巳与G的大小关系不能判断，则无法比较Fi与F2的大小.故A、B均错误；CD.直接用Fi的力匀速提升重物，所做的功是：Wi =W 有用=Gh；使用滑轮匀速提升

28、该重物到同一高度，即W有用=Gh;但由于至少要克服摩擦力做额外功，故W2=W有用+W额外, 则W2>Wi,故C正确、D错误。故选Co20 .内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡.下列四个图中，能正确表示饮料罐（含饮料）所受重力的示意图是（【详解】重力的方向始终竖直向下，故 CD错误；根据题意，内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡，根据杠杆的平衡条件知，只有重力的作用线经过支点时，罐子才会保持平衡，故 A正确，B错误. 故选A.【点睛】关键是根据杠杆的平衡条件分析，理解当一个力通过支点时，此力的力臂为零，对杠杆起 不到任何作用，即原来平衡的杠杆会仍然平衡.21 .农村建

29、房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑 工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。不计绳重及摩擦，则下列 判断正确的是（）A.该滑轮的机械效率中75%B.滑轮所做的有用功为 1200JC.滑轮自身白重力为 100ND.绳子自由端移动的距离大小为3m【答案】A【解析】【详解】AB.滑轮所做的有用功为：W 有用=Gh=600NX 3m=1800J,因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m,则拉力做的总功为：W 总=555=4003 6m=2400J,所以动滑轮的机械效率为：WM00%=18OOJ 100%=75%, W2400

30、J心、故A正确，B错误；C.不计绳重及摩擦，则拉力为：F 一（G G动）， 2那么动滑轮的重为：G 动=2F-G=2X 400N-600N=200N故C错误；D.由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2,绳子自由端移动的距离为:s=nh=2 x 3m=6m故D错误;故选A。22 .室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启.根据室 内垃圾桶的结构示意图可确定：（）A.桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆B.桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆C.桶中有两个杠杆在起作用，用都是省力杠杆D.桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆【答案】D【解析】

31、图中的垃圾桶有两个杠杆，DEF为一个杠杆，动力臂大于阻力臂属于省力杠杆；ABC为另一个杠杆，动力臂小于阻力臂属于费力杠杆，故答案选 D.点睛：本题考查杠杆的分类，难点是如何从生活中的工具中抽象出杠杆，解题方法是判断省力费力杠杆时从动力臂和阻力臂的大小入手.23.如图所示，某人用扁担担起两筐质量为mi、m2的货物，当他的肩处于 O点时，扁担水平平衡，已知ll>|2,扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向。点移近相同的距离I,则M1"xn oZ * A A 白叫A.扁担仍能水平平衡B.扁担右端向下倾斜VIC.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-miVIm2- mi)I2 VIl2 liD.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（AB.原来平衡时，migli=m2g12,由图知，li >12,所以mi< m2,设移动相同的距离？1,则左边：mig (li- ) =mig1i- migAl,右边： m2g (12-Al) =m2g12-mzgAl,因为mvm2,所以 miAgv m24g,则mi (li-Al) g>m2 (l2-Al) g,则杠杆的左端向下倾斜，故 AB错误; CD.因为mi