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1、【初中物理】 简单机械练习题 人教版经典一、简单机械选择题1如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、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G1G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率C若G1G2，则拉力F1与F2所做的总功相等D若G1G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等【答案】B【解析】【分析】（1）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WGh比较两者所做总功之间的关系；（3
2、）滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功，根据WGh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WGh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G1=G2，且货物被提升的高度相同，根据W有=G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1个动滑轮（即动滑轮重更小），所以由W总=（G物+G动）h可知，甲滑轮组做的总功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
3、，C错误；D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2为探究杠杆平衡条件，老师演示时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究（如图 ），这样做的目的是（ ）A便于直接读出拉力的大小B便于同学们观察实验C便于正确理解力臂D便于测量力臂的大小【答案】C【解析】【分析】【详解】从支点到力的作用线的距离叫力臂，在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向
4、是竖直向下的，力臂在杠杆上可以直接读出，当用弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会发生变化，相应变短，由杠杆的平衡条件知道，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡，所以这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识，故C正确3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
5、拉力是： ，由此可得动滑轮的总重是： ，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=42m=8m，绳子自由端移动的速度是： ，故B正确；C拉力做的功是：W总 =Fs=600N8m=4800J，故C错误；D该滑轮组的机械效率是： ，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。4如图所示，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了300J的有用功，100J的额外功，则该动滑轮的机械效率为（ ）A75 B667 C333 D25【答案】A【解析】试题分析：由题意可知，人所做的总功为W总=W有+W额=300J+100J=40
6、0J，故动滑轮的机械效率为=W有/W总=300J/400J=75%，故应选A。【考点定位】机械效率5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A0s1s内，地面对物体的支持力大于10NB1s2s内，物体在做加速运动C2s3s内，拉力F的功率是100WD2s3s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F30N.取动滑轮和重物为研究对象
7、,受到向下的重力G和G动,向上的支持力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GFG3F拉+G动100N330N+G动G动+10N10N，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,v32.50m/s,拉力F340N，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）n3，所以拉力F的作用点下降的速度v33v332.50m/s7.5m/s，拉力做功功率（总功率）:P总F3v340N7.5m/s300W，故C错误；滑轮组的机械效率：100%100%100%83.33%，故D正确。故选C.【点睛】由
8、滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n3，则拉力F移动的距离s3h（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F拉（F+G动）；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WFs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PFv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6如图所示，动滑轮
9、重为1 N，拉力F为5 N，则重物G和弹簧秤读数为AG为4 N，弹簧秤读数为5 NBG为9 N，弹簧秤读数为10 NCG为10 N，弹簧秤读数为5 NDG为9 N，弹簧秤读数为5 N【答案】D【解析】此时弹簧秤与拉力F共同承担重物和滑轮的重力，因拉力F为5N，所以弹簧秤读数也为5N；，所以G=9N，故选项D正确；故选D7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（ ）AF1BF2CF3DF4【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.8在斜面上将一个质量为5
10、kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m.（g取10N/kg）.下列说法正确的是（ ）A物体沿斜面匀速上升时，拉力大小等于摩擦力B做的有用功是5JC此斜面的机械效率为62.5%D物体受到的摩擦力大小为10N【答案】C【解析】A. 沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故A错误；B. 所做的有用功：W有用Ghmgh5kg10N/kg1m50J，故B错误；C. 拉力F对物体做的总功：W总Fs40N2m80J；斜面的机械效率为：100%100%62.5%，故C正确；D. 克服摩擦力所做的额外功：W额W总W有80J50J30J，由W额f
11、s可得,物体受到的摩擦力：f15N，故D错误故选C.点睛：（1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式WGh可求重力做功，即提升物体所做的有用功；（3）求出了有用功和总功，可利用公式计算出机械效率；（4）总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据W额fs求出物体所受斜面的摩擦力9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
12、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D10用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4s内匀速前进了4m，物体A受到地面的摩擦力f=300N，所用拉力F=120N，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦下列说法中正确的是A绳子自由端在4s内移动了8m B物体A重力做功的功率为1000WC物体A克服摩擦力做的功为480J D滑轮组的机械效率约为83.3%【答案】D【解析】【详解】A由题图可知，
13、承担物体拉力的绳子的股数n=3，因此物体A在4s内匀速前进了4m，则绳子自由端在4s内移动了s绳子=34m=12m。故A错误。B物体在重力方向上没有做功，所以物体A重力做功的功率为0，故B错误。C物体A克服摩擦力做的功W有用=fs=300N4m=1200J，故C错误。D由题可知：物体A克服摩擦力做的功W有用=fs=300N4m=1200J，拉力F所做的总功W总=Fs绳子=120N12m=1440J，所以滑轮组的机械效率，故D正确为答案。11一均匀木板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，恰好使木块水平放置，如图所示，现有水平力F由A向B缓慢匀速推动，在推动
14、过程中，推力F将 A逐渐增大B逐渐减小C大小不变D先增加后减小【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，重力的力臂为lG，支持力的力臂为l支，根据杠杆平衡条件可得：F支l支=GlG，水平力F由A向B缓慢匀速推动木块，F支的力臂在减小，重力G及其力臂lG均不变，根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐增大；由于支持力逐渐变大，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体C的压力也逐渐变大，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增大，木块C匀速运动，受到推力和摩擦力是平衡力，推力大小等于摩擦力大小，由力的平衡条件可知，水平推力F也逐渐增大，故
15、A符合题意，BCD不符合题意。12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W1， 机械效率为1；用乙滑轮所做的总功为W2， 机械效率为2， 若不计绳重与摩擦，则AW1 = W2 1 = 2BW1 = W2 1 2CW1 2 DW1 W2 1 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上额外功，可以比较出两种情况的总功大小然后利用即可比较出二者机械效率的大小【详解】因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到
16、二楼地面，所以两种情况的有用功相同；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【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13如图所示，一根木棒在水平动力（拉力）F的作用下以O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 AF增大，L增大，M增大 BF增大，L减小，M减小CF增大，L减小，M增大 DF减小，L增大，M增大【答案】C【解析】【
17、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【详解】如图，l为动力臂，L为阻力臂,由杠杆的平衡条件得：Fl=GL；以O点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，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Fl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14质量为60kg的工人用如
18、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 ，利用 求拉力做的功，再利用求拉力的功率；（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率=60%，利用求拉力；因机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力，据此求动滑轮重力；（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最
19、大拉力等于工人的重力；（4）利用求提升的最大物重，滑轮组的最大机械效率 .【详解】（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离： ，拉力做的功：，拉力的功率：，故A错；（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率=60%，根据可得：拉力，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，则，所以， ，故B正确；（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： ，故C错；（4）由可得，提升的最大物重： ，机械中摩擦和绳重均不计，则滑轮组的最大机械效率：，故D错故选B15下图所示的工具中，属于费力杠杆的是：A 钢丝钳B 起子C羊角锤D镊子【答案】D【解析】【详解】动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆，
20、四幅图中只有镊子的动力臂是小于阻力臂的，故应选D。16如图所示，在水平拉力F的作用下，使重300N的物体在水平桌面上以0.lm/s的速度勻速运动时，物体与桌面的摩擦力为60N（不计绳重、动滑轮重及摩擦），F及其功率的大小分別为 （ ）A20N 2WB20N 6WC60N 2WD30N 6W【答案】B【解析】【详解】由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为3，则绳端的拉力：F=f/3=60N/3=20N；绳子自由端的速度为：v绳=3v物=30.1m/s=0.3m/s；则拉力F的功率为：P=Fv绳=20N0.3m/s=6W；故ACD错误，B正确17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
21、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P1和P2，两装置的机械效率分别为1和2（忽略绳重和摩擦）则下列选项正确的是AF1F2 12 P1P2BF1F2 1=2 P1=P2CF1F2 12 P1P2DF1F2 12 P1P2【答案】B【解析】【详解】甲滑轮组n是2，乙滑轮组n是3，乙更省力由于两个滑轮组做的有用功相同，额外功相同，它们的机械效率也相同在相同时间内做的总功相同，它们的功率也相同故B正确18如图，O为拉杆式旅行箱的轮轴，OA为拉杆现在拉杆端点A处施加一竖直向上的力F，使箱体从图示位置绕O点缓慢逆时针转至接近竖直
22、位置则力F的大小A一直变大B始终不变C一直变小D先变小后变大【答案】B【解析】【详解】由题意可知，箱体的重力不变，也就是杠杆的阻力大小不变，动力F竖直向上，重力G竖直向下，这两个力的方向始终平行，根三角形的相似性可知，动力臂与阻力阻的比值是不变的，根据杠杆的平衡条件可知动力与阻力的比值也是不变的，由于阻力不变，所以动力F的大小是始终不变的，故应选B19下列关于机械效率的说法正确的是（）A越省力的机械，机械效率越高B做功越少的机械，机械效率越低C做功越慢的机械，机械效率越低D总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高【答案】D【解析】【详解】A机械效率是有用功与总功的比值，与机械省力与否无关，故A
23、错误B机械效率越低，有用功占总功的比例越低，不一定就是做的功少，故B错误C做功越慢的机械，功率越小功率和机械效率是两个不同的概念，二者没有关系，不能说做功越慢的机械，机械效率越低，故C错误D由可知，总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高，故D正确20农村建房时，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=75%B滑轮所做的有用功为1200JC滑轮自身的重力为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=
24、Gh=600N3m=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=Fs=400N6m=2400J，所以动滑轮的机械效率为：，故A正确，B错误；C不计绳重及摩擦，则拉力为：，那么动滑轮的重为：G动=2F-G=2400N-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=23m=6m，故D错误；故选A。21分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度若物体受到的重力为100N，动滑轮的重力为20N在把物体匀速提升1m的过程中，（不计绳重和摩擦）下列说法正确的是 A甲、乙两滑
25、轮组所做的有用功都是100JB甲滑轮组所做的有用功为200J ，乙滑轮组所做的有用功为300JC甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等D甲、乙两滑轮组的机械效率不相等【答案】A【解析】（1）甲乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同，根据W=Gh可知两滑轮组所做的有用功相同，则W有=Gh=100N1m=100J，故A正确、B不正确（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数n甲=2，n乙=3，动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同，根据可知，两滑轮组绳子自由端的拉力不相等，故C不正确，（3）不计绳重和摩擦时，滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功，根据W=Gh可知，动滑轮重和上升高度相同时，两者的额外功相
26、等，即W额=G动h=20N1m=20J，W总=W有+W额，两滑轮组的总功相同，即W总=100J+20J=120J，根据可知，两滑轮组的机械效率相等，均为，故D错误故选A22某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图所示的两种方式搬运，F1和F2做功的情况，以下判断正确的是（ ）A两种方式机械效率一定相等B两种方式功率一定相等C两种方式所做的总功一定相等D两种方式所做的有用功一定相等【答案】D【解析】【详解】A有用功相同，总功不同，机械效率等于有用功和总功的比值，所以机械效率也不同，故A错误B搬运时间不知道，无法比较功率的大小，故B错误C但额外功不同，总功等于额外功与有用功之和，所
27、以总功不同，故C错误，D两只搬运方式所做的有用功根据公式W=Gh可知是相同的，故D正确23如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同速度同时匀速向支点移动，则杠杆A仍能平衡B不能平衡，大球那端下沉C不能平衡，小球那端下沉D无法判断【答案】C【解析】【详解】开始时两球平衡，即力矩相等；当运动时，两球速度相同，则在相同时间内移动的距离相同，大球的力矩减少的快，则大球力矩会小于小球力矩，杠杆向小球那端下沉24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，左端下沉C杠杆不能平衡，
28、右端下沉 D无法判断【答案】C【解析】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A、B的重力，其对应的力臂分别为OC、OD，根据杠杆的平衡条件可得：mAgOC=mBgOD，由图知OCOD所以mAmB，当向支点移动相同的距离L时，两边的力臂都减小L，此时左边的力矩为：mAg（OC-L）=mAgOC-mAgL，右边的力矩为：mBg（OD-L）=mBgOD-mBgL，由于mAmB，所以mAgLmBgL；所以：mAgOC-mAgLmBgOD-mBgL因此杠杆不能平衡，将向悬挂B物体的一端即右端下沉。故C正确为答案。25如图所示，属于费力杠杆的是A用镊子夹物品B用汽水扳子开瓶盖C用手推车推货物D用羊角锤起钉子【答案】A【解析】【详解】A、用镊子夹物品时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；B、汽水扳子开瓶盖时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；C、用手推车推货物，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；D、用羊角锤起钉子，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆故选A【点睛】此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：省力杠杆，动力臂大于阻力臂；费力杠杆，动力臂小于阻力臂；等臂杠杆，动力臂等于阻力臂
