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1、简单机械中考压轴题分类汇编一、简单机械选择题1用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率与物重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，则下列说法正确的是（）A同一滑轮组机械效率随G物的增大而增大，最终将超过100%BG物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变C此滑轮组动滑轮的重力为2ND当G物=6N时，机械效率=66.7%【答案】D【解析】【详解】A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式=知：机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率随G物的增大而增大，但最
2、终不能超过100%，故A错误；B、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示，因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：W额=G轮h，即额外功W额相同，又因为W总=W有+W额，所以总功相同，由=可知，两装置的机械效率相同，即1=2故B错误；C、由图可知，G=12N，此时=80%，则=，即80%=，解得G动=3N，故C错误；D、G物=6N时，机械效率=100%=100%=100%=100%66.7%故D正确故选D2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AF1F2F3BF1F2
3、F3CF2F1F3DF2F1F3【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F1=f；第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮可省一半的力，所以根据二力平衡，此时拉力F2=f；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=2f；由此可得F2 F1 F3.故D正确.3工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升0.5m。F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是A甲乙两
4、种方式都省一半的力B甲方式F1由150N逐渐变大C乙方式的有用功是180JD乙方式F2的功率为3.6W【答案】D【解析】【分析】（1）根据杠杆的特点和动滑轮的特点分析甲乙两种方式的省力情况；（2）根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式F1的变化；（3）根据W有用=Gh可求乙方式的有用功；（4）根据公式P=Fv求出乙方式F2的功率。【详解】A、甲图，F1为动力，已知OB=2OA，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F1=150N；由图乙可知，n=3，不计绳重和摩擦，则，故A错误；B、甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在
5、提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F1为150N不变，故B错误；C、不计绳重和摩擦，乙方式的有用功为：W有用=Gh=300N0.5m150J，故C错误；D、乙方式中F2=120N，绳子的自由端的速度为v绳=0.01m/s3=0.03m/s，则乙方式F2的功率为：，故D正确。故选D。4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2Kg B小于2Kg C大于2Kg D无法知道【答案】C【解析】解答：由于天平的两臂不相等
6、，故可设天平左臂长为a，右臂长为b（不妨设ab），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m1m2= 因为（m1+m2）2=因为ab，所以（m1+m2）-20，即m1+m22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 5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=30
7、0J+100J=400J，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6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G1G2，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；12；P1P2CF1F2；12；P1P2DF1F2；12；P1P2【答案】A【解析】【详解】不计绳重及摩擦，因为拉力F（G+G轮），n12，n23，所以绳子受到的拉力分别为：F1（G1+G轮），F2（
8、G2+G轮），故F1F2；故CD错误；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；由可知，机械效率相同，12；又因为所用时间相同，由P可知，拉力做功的功率P1P2，故B错误，A正确故选A7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
9、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,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
10、/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
11、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8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，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4
12、s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。9用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率与物重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，则下列说法正确的是（）A同一滑轮组机械效率随G物的增大而增大，最终将超过100%BG物不变，改
13、变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变C此滑轮组动滑轮的重力为2ND当G物=6N时，机械效率=66.7%【答案】D【解析】【详解】A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式=知：机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率随G物的增大而增大，但最终不能超过100%，故A错误；B、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示，因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：W额=G轮h，即额外功W额相同，又因为W总=W有+W额，所以总功相同，由=可知，两装置的机械效率相同，即1=2故
14、B错误；C、由图可知，G=12N，此时=80%，则=，即80%=，解得G动=3N，故C错误；D、G物=6N时，机械效率=100%=100%=100%=100%66.7%故D正确故选D10将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）则下列说法正确的是A沿斜面向上的拉力0.3NB有用功0.36J，机械效率20%C有用功1.8J，机械效率20%D总功2.16J，机械效率83.3%【答案】D【解析】试题分析：由题意知：物重G=4.5N，高h=0.4m，斜面长L=1.2m，受到的摩擦力f=0.3N，则所做的有用功
15、W有=Gh=4.5N0.4m=1.8J，所做的额外功W额=fL=0.3N1.2m=0.36J故总功为W总=W有+W额=1.8J+0.36J=2.16J，机械效率=W有/W总=1.8J/2.16J=83.3%故选项D是正确的【考点定位】功、机械效率的相关计算11甲乙两个滑轮组如图所示 ，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（ ）A若G1= G2，拉力做的额外功相同B若G1= G2，拉力做的总功相同C若G1= G2，甲的机 械效率大于乙的机械效率D用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变【答案】C【解析】【详解】有用功
16、为GH，若则有用功相等对动滑轮做的功为额外功，乙的动滑轮质量大额外功多，因此乙的总功多，机械效率低答案AB错，C对同一个滑轮组提起不同的重物，有用功不同，额外功相同，机械效率不同，提升重物越重机械效率越高D错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
17、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，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
18、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=（G+G轮）=（600N+100N）=350N，拉力端移动距离：s=2h=22m=4m，总功：W总=Fs=350N4m=1400J，拉力的功率：P=140W；故A错；B有用功：W有用=Gh=600N2m=1200J，滑轮组的机械效率：=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
19、；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；14如图所示，一直杆可绕O点转动，杠杆下端挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中直杆 A始终是省力杠杆 B始终是费力杠杆C先是省力的，后是费力的 D先是费力的，后是省力的【答案】C【解析】【详解】由图可知动力F1的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在L2L1之前杠杆是省力杠杆，在L2L1之后，杠杆变为费力杠杆15如图所示，在水平拉力F作用下，使
20、重40N的物体A匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为A50J B25J C100J D200J【答案】B【解析】【详解】如图所示，是动滑轮的特殊用法，拉力是A与地面摩擦力的2倍，故；物体A在水平方向上匀速移动5m，则拉力移动的距离：，拉力F做的功：故选B16同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计则 （ ）A手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙B手的拉力：F甲=F乙； 机械效率：甲=乙C手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙D手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙【答案】C【解析】【详
21、解】甲为定滑轮，由定滑轮的使用特点可知：绳重和摩擦力不计，并且可以改变力的方向。乙为动滑轮，由题知，G动=20NG，因此。如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功W有用一样大，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由 可知，定滑轮的机械效率高，所以，故C正确为答案，选项ABD错误。17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
22、否无关，故A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18在探究“杠杆平衡条件“实验中，杠杆在力F作用下水平平衡，如图所示，现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F与其力臂的乘积变化情况是（ ）A一直变小B一直变大C一直不变D先变小后变大【答案】C【解析】【详解】将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，钩码的重力不变，其力臂OA不变，即阻力与阻力臂的乘
23、积不变；由于杠杆始终保持水平平衡，所以根据杠杆的平衡条件可知，拉力F与其力臂的乘积也是不变的【点睛】重点是杠杆平衡条件的应用，要理解当力与杠杆垂直时，力臂是最长的，倾斜后力臂会变短，正是由于杠杆保持平衡，所以力臂减小的同时，拉力要增大19在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，所用动力最小的是（不计机械自重、绳重和摩擦）（ ）A B C D【答案】D【解析】不计机械自重绳重和摩擦，即在理想状况下：A. 图示是一个定滑轮拉力F1G；B. 根据勾股定理知h3m,图中为斜面,F25mG3m,得到F20.6G；C. 如图所示,由图可知，由杠杆平衡条件可得：F3L2GLG,拉力F3GG0.4G；D
24、. 由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n3,拉力F4G；因此最小拉力是F4；故选：D。点睛：由图示滑轮组，确定滑轮组的种类，根据滑轮组公式求出拉力F1、F4；由勾股定理求出斜面的高，根据斜面公式求出拉力F2的大小；由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关系，然后由杠杆平衡条件求出拉力F3；最后比较各力大小，确定哪个拉力最小。20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
25、费力杠杆【答案】D【解析】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21用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率 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 与 G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则 下列说法正确的是A同一滑轮组机械效率 随 G 物的增大而增大，最终将达到 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
26、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改【答案】B【解析】【分析】（1）使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。有用功与总功的比值叫机械效率；（2）不计绳重和摩擦，结合图中信息，根据求得动滑轮的重力，再计算G物=12N时弹簧测力计读数；（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相同高度，做的有用功相同；克服动滑轮做的额外功相同，由此分析机械效率的变化情况。【详解】A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；机械效率一定小于1，即同一滑轮
27、组机械效率随G物的增大而增大，但最终不能达到和超过100%，故A错误；BC、由图可知，G=12N，此时=80%，不计绳重和摩擦，即：，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：，故B正确；D、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：，即额外功W额相同，总功相同，则两装置的机械效率相同。故D错误。故选：B。22如图所示的滑轮组上挂两个质量相等的钩码A、B，放手后将出现的想象是（滑轮重、绳重及摩擦不计）A下降 BB下降 C保持静止 D无法确定【答案】B【解析】不计绳子、滑轮的重力和摩擦，B所在的滑轮
28、为动滑轮，动滑轮省一半的力，B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A拉起只需B重力的一半即可，所以B下降，A上升故选B.点睛：利用动滑轮、定滑轮的省力特点分析解答此题动滑轮可以省一半力，定滑轮不能省力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用四只完全相同的滑
29、轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（ ）AF1大于F2BF1和F2做的功一定相等C甲、乙的机械效率不相等D绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等【答案】C【解析】【详解】A不计绳重及摩擦，因为拉力：F=（G物+G轮）/n，n1=2，n2=3，所以绳子受的拉力：F1 =（G物+G轮）/2，F2=（G物+G轮）/3，所以F1 F2，故A正确；B不计绳重及摩擦，拉力做的功：W1 =F1s1=（G物+G轮）/22h=（G物+G轮）hW2=F2s2=（G物+G轮）/33h
30、=（G物+G轮）h所以W1=W2，故B正确。C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，因为=W有用/W总，所以滑轮组的机械效率相同，故C错误；D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，所以s1s2，故D正确；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
