【物理】简单机械难题及答案经典1

【物理】简单机械难题及答案经典1一、简单机械选择题1.以下图，斜面长 3m，高0.6m，建筑工人用绳索在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽视绳索的重力）.则以下说法正确的选项是A.斜面上的摩擦力是 50N B.拉力的功率是50WC拉力所做的功是 C拉力所做的功是 300J【答案】AD.斜面的机械效率是80%【分析】【剖析】（1）利用W=Fs计算该过程拉力F做的功；利用W有=【分析】【剖析】（1）利用W=Fs计算该过程拉力F做的功；利用W有=Gh求出实用功，利用-W有求出额外功，而后利用W= 求拉力做功功率；（W额=fs计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小;3）由n=W^求斜面的机械效率.W额=W总2）利用P【详解】AC.拉力F做的功：W总=Fs=150NX3m=450J；实用功：W实用=Gh=500NX0.6m=300J,额外功：W额=W总-W实用=450J-300J=150J,由W额=fs可得，物体在斜面上遇到的摩150J =50N,故A正确、C错误；B,拉力的功率：P=3mW总=45°Jt6s=75W，故B错；D.斜面的机械效率：。= W^三300JW总450JX100%66.7%，故D错误.故总选A.2.轻质杠杆AB可绕中点0自由转动，此刻其A端和B端分别施以大小相等的力F1和F2,它们的方向以下图，则以下说法中正确的选项是A.杠杆会沿顺时针方向转动B.杠杆会沿逆时针方向转动C.杠杆会保持均衡D.没法判读杠杆转动方向【答案】A【分析】【详解】由图知道，O为杠杆的支点，分别从 O点向两力的作用线作垂线交两力的作用线于点 C、

D,则力F1和F2的力臂分别为OC、OD，以以下图所示:AOB因OA=OB，由几何知识知道，| 2故OCVOD又因为F1和F2的大小相等，由均衡条件知道，力与力臂乘积的大小关系是:F1XOCVF2XOD,因此，杠杆不可以均衡，杠杆会沿顺时针方向转动，即只有 A正确。3.小勇体重600N，利用以下图的滑轮组在重 10s内使物体A匀速上涨5m•已知物体A为800N，小勇作用在绳端的拉力大小为 500N,在此过程中，以下说法正确的选项是从水平川面对小勇的支持力做功为 6000JB.小勇做的实用功为 3000JC.小勇拉力的功率为250WD.此滑轮组的机械效率为 80%【答案】D【分析】水平川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；小勇做的实用功就是战胜物体的重力做的功 W有=Gh=800NX5m=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n=W有/W总=4000J/5000J=80%，故D正确；应选D..以下图，小明用同样滑轮构成甲、乙两装置，把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲装置所做的总功为W1，机械效率为n1；用乙装置所做的总功为W2，机械效率为n2.若不计绳重与摩擦，则

A.w =WA.w =W,n=n- 1 2 12C.w <w， n>n1 2 1 2【答案】C【分析】【剖析】b.w=w,n<n1 2 1 2d.W>W,n<n1 2 1 2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、乙两滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼”可知两种状况的实用功，再依据总功等于实用功加上W实用 .、 额外功，能够比较出两种状况的总功大小.而后利用 n= 即可比较出两者机械效率W总的大小.【详解】(1)因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面，因此两种状况的实用功同样；(2)当实用功一准时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少，机械效率就越高；(3)又因为乙是动滑轮，乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功,利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低。即W1小于W2,n1大于n2.应选C..以下图，一长为 L的直杆可绕O点转动，杆下挂一所受重力为 G的物块，刚开始直杆与竖直方向夹角为60o.为了安全降落物块，用一个一直水平向右且作用于直杆中点的拉力F,使直杆迟缓地转动到竖直地点(能够以为杠杆每一瞬时都处于均衡状态)，则以下说法正确的A.拉力A.拉力F的大小保持不变衡力B.拉力F和物块重力G是一对平C这个过程中物块重力所做的功为1C这个过程中物块重力所做的功为1_GL2D.这个过程中直杆向来都是费劲杠杆【答案】C【分析】【详解】A.由图知，杠杆由与竖直方向成 60。角渐渐转到竖直地点时，因为拉力一直水平，因此其力臂渐渐变大；物体对杠杆拉力为阻力，转动过程中阻力臂渐渐变小；由杠杆均衡条件可知拉力F渐渐变小，故A错误；B.拉力F和物块重力大小不等、不一条直线上，不作用在一个物体上，因此不是一对均衡1_L,转到竖直地点时杠杆下端高度1_L,转到竖直地点时杠杆下端高度2因此物体重力做功C.杠杆由与竖直方向成60。角时，杠杆右端高度h降到L处，因此物体降落高度VhL1L_L1 2 2GVhGL2，故c正确；D.D.当杠杆转到竖直地点时，阻力臂为。，杠杆为省力杠杆，故D错误。6.6.以下图，用以下装置提高同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是【答案】C【分析】【详解】1A.此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特色可知，省一半的力，即 F=—G；2

B.此图是定滑轮，B.此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特色可知，不省力，F=G；_G；31_G_G；31_G.2C,C切合题意.D.此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳索由2股，则F=由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的状况下最省力的是.以下简单机械中既能够省力，同时又能够改变力的方向的是A.定滑轮 B.动滑轮 C斜面 D.滑轮组【答案】D【分析】【剖析】不同机械的优弊端都不同样：动滑轮省力，但不可以改变力的方向；定滑轮能够改变方向，但不可以省力；斜面只好改变力的大小；滑轮组既能够改变力的大小也能够改变力的方向.【详解】A、定滑轮只好改变力的方向，不可以省力，不切合题意；B、动滑轮能够省力，但不可以改变力的方向，不切合题意；C、斜面能够省力，不可以改变力的方向，不切合题意；D、滑轮组既能够省力，也能够改变力的方向，切合题意；应选D..利用以下图的滑轮，在粗拙水平面上匀速拉动物体，以下表达正确的选项是（ ）A.A.重力做的功是实用功.拉力F1做的功是额外功C.绳索自由端的拉力F做的功是总功D.该滑轮的机械效率可能等于100%【答案】C【分析】A、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，战胜物体遇到的摩擦力做的功为实用功，故A错；B、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，战胜物体遇到的摩擦力做的功，即拉力 F1做的功为实用功，战胜绳与动滑轮之间的摩擦、战胜动滑轮和绳重而做的功为额外功，故 B错；C、绳索自由端的拉力F做的功包含实用功、额外功，为总功，故 C正确；D、在拉动物体的过程中要战胜绳与动滑轮之间的摩擦、要战胜动滑轮和绳重而做必定的额外功，使得实用功小于总功，该滑轮的机械效率总小于 100%，故D错.应选C.

ABB.以下图，一平均木板，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,恰巧使木板水平搁置.现有水平拉力 F拉木块C,在粗拙水平川面上B.不变D.先减小后增大由B向B.不变D.先减小后增大C.渐渐增大【答案】A【分析】【详解】以杆为研究对象，杆受重力 G和C对它的支持力F支，依据杠杆均衡条件可得：F支?l支=G?1G，水平力F由B向A迟缓匀速推进木块， F支的力臂在增大，重力G及其力臂1G均不变，因此依据杠杆均衡条件可知，在整个过程中支持力在渐渐减小；因为支持力渐渐减小，且力的作用是互相的，因此可知杆对物体 C的压力也渐渐减小，依据影响摩擦力大小的要素可知，C和木板间、C和地面间的摩擦力渐渐减小，拉力和摩擦力是均衡力，由力的均衡条件可知，水平拉力F也渐渐减小.10.一平均木板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，恰巧使木块水平搁置，以下图，现有水平力 F由A向B迟缓匀速推进，在推动过程中，推力F将A.渐渐增大 B.渐渐减小C.大小不变 D.先增添后减小【答案】A【分析】【详解】以杆为研究对象，杆受重力G和C对它的支持力F支，重力的力臂为1G，支持力的力臂为1支，依据杠杆均衡条件可得：F支1支=G1G,水平力F由A向B迟缓匀速推进木块，F支的力臂在减小，重力G及其力臂1G均不变，依据杠杆均衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐增大；因为支持力渐渐变大，且力的作用是互相的，因此可知杆对物体 C的压力也渐渐变大，依据影响摩擦力大小的要素可知， C和木板间、C和地面间的摩擦力渐渐增大，木块C匀速运动，遇到推力和摩擦力是均衡力，推力大小等于摩擦力大小，由力的均衡条件可知，水平推力F也渐渐增大，故A切合题意，BCD不切合题意。11.以下图的装置，重100N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20N,则以下判断正确的选项是（不计滑轮重和滑轮间摩擦）A.作用在物体A上水平拉力是100NB.作用在物体A上水平拉力是20NC.物体A遇到的滑动摩擦力是80ND.物体A遇到的滑动摩擦力是40N【答案】D【分析】【详解】AB.依据二力均衡的条件进行剖析 ，因为有两条绳索作用在动滑轮上 ，因此作用在物体A上的水平拉力F=2X20N=40N;故AB错误；CD.因为物体匀速运动，因此摩擦力等于作用在 A上的水平拉力，大小为40N，故C错误，D正确。12.以下说法中正确的选项是A.机械效率越高，机械做功必定越快B.做功越多的机械，机械效率必定越高C.做功越快的机械，功率必定越大D,功率越大的机械做功必定越多【答案】C【分析】机械效率越高，表示实用功与总功的比值越大，功率表示做功快慢，功率越大，机械做功必定越快.机械效率与功率没相关系，故 A错误.做功越多的机械，实用功与总功的比值不必定大，机械效率不必定高，故 B错误•功率是表示做功快慢的物理量，做功越快的机械，功率必定越大，故 C正确，切合题意为答案.功等于功率与时间的乘积，时间不确立，因此功率越大的机械做功不必定越多，故D错误.13.如图，用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提高了2m,动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），以下说法正确的选项是A.绳索自由端拉力的功率是 70WB.滑轮组的机械效率是85.7%

C.C.提高重物的过程中所做的额外功是400JD.提高的重物变为400N时，滑轮组的机械效率将变大【答案】B【分析】【详解】A.依据图示可知，n=2，不计绳重和摩擦，拉力：F=(G+G/)= (600N+100N)=350N,轮2 2拉力端挪动距离：s=2h=2义2m=4m,总功：W/Fs=350N义4m=1400J,拉力的功率：W总1400JP=^= =140W；t10s故A错；B.实用功：W实用=Gh=600N义2m=1200J,滑轮组的机械效率：W有1200Jn== "85.7%W吕1400J ，总故B正确；C.提高重物的过程中所做的额外功：W『W总一W实用=1400J-1200J=200J,故C错；D.当提高重物的重力减小为 400N,做的实用功就变小，而额外功几乎不变，实用功和总功的比值变小，故滑轮组的机械效率变小，故 D错；14.用图3甲、乙两种方式匀速提高重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计.则A・A・手的拉力:B.手的拉力:C.手的拉力:D.手的拉力:F甲〉F乙；机械效率：F甲二尸乙；机械效率：F甲＜F乙；机械效率：F甲＞F乙；机械效率:【答案】D

【分析】【详解】由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，因此拉力等于物体的重力；乙滑轮是动滑轮，使用该滑轮能够省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则手的拉力：F甲>F乙；两幅图中的W有是战胜物体重力做的功是同样的，但乙图中拉力做功要战胜动滑W有轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，因此联合机械效率公式 一有可知，实用功相W总同时，总功越大的，机械效率越小；因此选D.15.以下图，用完整同样的四个滑轮和两根同样的细绳构成甲、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，将同样的重物迟缓提高同样的高度（不计绳重和全部摩擦）.以下说法正确的选项是（）A.拉力F1小于拉力F2B.甲、乙两滑轮组的机械效率同样C.甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费劲机械D.甲、乙两滑轮组中绳索自由端挪动的距离相等【答案】B【分析】【详解】11不计绳重及摩擦，因为拉力 F=［（G物+G动），n1=2,n2=3，因此绳端的拉力：F1=「（G物+G动），F2=1（G物+G动），因此Fi>F2，故A错误；因为动滑轮重同样，提高的物体重和高度同样， WfG动h,W实用=G物h，因此利用滑轮组W卷由做的实用功同样、额外功同样，则总功同样；因为 。=,因此两滑轮组的机械效率相邛圾同，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；因为绳索自由端挪动的距离 s=nh,n1=2,n2=3，提高物体的高度h同样，因此s1=2h,s2=3h,则51^$2,故D错误；16.骑自行车上一个斜坡时，有经验的同学会沿 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A.缩短上坡过程中所走的行程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A.上坡时，自行车上涨的高度不变，走 S形路线所走的路线较长， A不切合题意.B.使用任何机械都不省功， B不切合题意.C.上坡时，走S形路线所走的路线较长，相当于增添了斜面的长度，斜面越长越省力. C切合题意.D.速度必定，走S形路线所走的路线较长，所用的时间较长. D不切合题意.17.以下图，物体淹没在水中，工人用 200N的拉力F在10s内将重为400N的物体匀速提高2m,物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是 80%，不计绳重和摩擦，g=10N/kg，则以下说法中正确的选项是（）\VJlA¥TOC\o"1-5"\h\zA.物体露出水眼前，工人匀速提高重物时拉力的功率为 40WB.物体在水中遇到的浮力为 320N\o"CurrentDocument"3 3C.物体的体积为8X10mD.物体露出水面后，此滑轮组提高该物体的机械效率将小于 80%【答案】C【分析】【详解】A.由图知，n=2，拉力端挪动的距离： s=2h=2X2m=4m，拉力端挪动的速度：v=s/t=4m/10s=0.4m/s，拉力的功率： P=Fv=200NX0.4m/s=80W,故A错；、中/W=（G-F一）h/Fs=（G-F一）h/FX2h=G-F一/2F=400N-F一TOC\o"1-5"\h\zB.滑轮组的机械效率：n=的 总 浮 浮 浮 浮/2X200N=80%，解得：F浮=80N，故B错；33 -3 3CF浮=p水V排g得物体的体积：V=V排=F浮/P水g=80N/1X10kg/mX10N/kg=8 X10m.由 ，故C正确；D.物体露出水面后，没有了浮力，相当于增添了提高物体的重，增大了实用功，不计绳重和摩擦，额外功不变，实用功和总功的比值变大，此滑轮组提高该物体的机械效率将大于80%，故D错。18.建筑工人用以下图的滑轮组，在 4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速挪动 2m的过程中，所用的拉力大小为 375N,物体遇到水平川面的摩擦力为物重的 0.4倍.在此过

程中以下说法正确的选项是（）程中以下说法正确的选项是（）A.绳索自由端沿水平方向挪动了 6mB.物体遇到的拉力为750NC.拉力F的功率为750WD.滑轮组的机械效率为 80%【答案】D【分析】【详解】A.由图可知，n=2，则绳索自由端沿水平方向挪动的距离 s=ns=2X2m=4m，故A错误;AB.物体沿水平方向匀速挪动时处于均衡状态，物体遇到的拉力和摩擦力是一对均衡力，则物体遇到的拉力FA=f=0.4G=0.4X1500N=600N,故B错误；川口1500TC.拉力F做的功W#=Fs=375NX4m=1500J，则拉力F的功率P== ■ =375W，故C错误；D.实用功W有=FAsA=600NX2m=1200J，则滑轮组的机械效率n=X100%=WbL200Jn=X100%=WbL200J1500JX100%=80%故D正确;19.以下图，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力， G1=60N,G2=38N，甲乙两种状况下绳索在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为（ ）Gi G1Gi G1甲 乙A.3N B.6N C.11N D.22N【答案】B【分析】【剖析】1剖析可知滑轮组肩负物重的绳索股数 n，不计绳重和摩擦力，拉力 F=—（G+G轮），因为n拉力同样，据此列方程求动滑轮的重力。【详解】

由图知，肩负物重的绳索股数分别为： n1=3,n2=2，滑轮的重力相等，;动滑轮的重力为G於，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为： F1=1（G1+G於），F2= （G2+G轮），1_（G2+G轮），21_（G2+G轮），2即：（60N+G轮）（38N+G由题知F]=F2，因此_（G1+G轮（38N+G3轮），解答动滑轮的重力：G轮=6N。应选：B。.乡村建房时，常利用以下图的简略滑轮提高建材。在一次提高建材的过程中，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，则以下判断正确的选项是（）A.该滑轮的机械效率 n=75% B.滑轮所做的实用功为 1200JC滑轮自己的重力为 100N D.绳索自由端挪动的距离大小为 3m【答案】A【分析】【详解】AB.滑轮所做的实用功为：W实用=Gh=600NX3m=1800J,因为是动滑轮，因此拉力挪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—Fs=400N义6m=2400J,因此动滑轮的机械效率为： W 1800J实用X100%= 100%=75%,W总 2400J故A正确，B错误；C.不计绳重及摩擦，则拉力为：1F-（GG动），那么动滑轮的重为：G动=2F-G=2X400N-600N=200N,故C错误；D.由图知，使用的是动滑轮，肩负物重的绳索股数 n=2，绳索自由端挪动的距离为：s=nh=2义3m=6m,

故D错误;应选A。.用如图甲所示的装置来研究滑轮组的机械效率 n与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出 n与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则 下列说法正确的选项是4"J4"JA.同一滑轮组机械效率 n随G物的增大而增大，最后将达到100%B.当G物=12N时，弹簧测力计读数为5NC.此滑轮组动滑轮的重力为 4ND.G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改物【答案】B【分析】【剖析】(1)使用机械时，人们为达成某一任务所一定做的功叫实用功；对达成任务没实用，但又不得不做的功叫额外功；实用功与额外功之和叫总功。实用功与总功的比值叫机械效率；(2)W计绳重和摩擦，联合图中信息，依据G物=12N时弹G物=12N时弹 求得动滑轮的重力，再计算GhG动hGG动簧测力计读数;(3)G物不变，改变图甲中的绕绳方式，分别将同一物体匀速提高到同样高度，做的实用功同样；战胜动滑轮做的额外功同样，由此剖析机械效率的变化状况。【详解】A、使用滑轮组时，战胜物重的同时，不行防止地要战胜动滑轮重做额外功，因此总功一定大于实用功；机械效率必定小于 1，即同一滑轮组机械效率 n随G物的增大而增大，但最终不可以达到和超出 100%，故A错误；BC、由图可知，G=12N，此时n=80%,Gh不计绳重和摩擦，W有W额GhG动hGG动12N即：12NG^80%即：12NG^80%,解得动滑轮的重力:G动=3N,故C错误;G物=12N时，弹簧测力计读数：F_1（G物G动）_（12N3N）5N，故B正确;3 3D、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，将同一物体匀速提高同样的高度，因此所做的实用功同样，忽视绳重及摩擦时，额外功： W额G轮h，即额外功W额同样，总功同样，则两装置的机械效率同样。故D错误。应选：B。.以下图，在斜面大将一个重 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。则以下说法中不正确 的是：•••A.该过程中做的实用功为 9JB.这个斜面的机械效率为 60%C物体所遇到的摩擦力是5ND.减小斜面与物体间的摩擦能够提高斜面的机械效率【答案】CA.该过程中做的实用功为 9JB.这个斜面的机械效率为 60%C物体所遇到的摩擦力是5ND.减小斜面与物体间的摩擦能够提高斜面的机械效率【答案】C【分析】【剖析】（1）依据公式W=Gh求拉力做的实用功；（2）依据W=Fs求拉力F对物体做的总功，斜面的机械效率等于实用功与总