简单机械考点+例题-全面解析.docx

《简单机械考点+例题-全面解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简单机械考点+例题-全面解析.docx（15页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、最新简单机械考点 +例题 - 全面解析一、简单机械选择题1 分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s 内将重为100N的物体G 匀速提升2m，每个滑轮的重均为10N不计绳重及摩擦，此过程中（）A拉力 F 甲 小于拉力F 乙B F 甲做的功大于F 乙 做的功C甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率D F 甲 做功的功率等于F 乙做功的功率【答案】 D【解析】【详解】由题可知 ,甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度,由 W 有 Gh 可知 W 甲有 W 乙有 ；不计绳重及摩擦 ,均只需克服动滑轮自重做额外功,甲乙中均只有一个动滑轮,且动滑轮的重相同,由W额G动h 可知 W甲额 W乙额，因为 W总

2、 W有+W额,所以 W总甲 W总乙。A. 由图可知 ,n 12,n23，不计绳重及摩擦，则F 甲 （ G+G 动）（ 100N+10N ） 55N， F 乙 （G+G动 ）（ 100N+10N ） 36.7NF 甲 ，故W 总乙 ,即 F 甲 做的功等于F 乙 做的功，故A 不正确。 B 不正确；B. F 甲 与C. 由于F 乙 做的功均为总功,由于 W 总甲W 甲有 W 乙有 ,W 总甲 W 总乙 ,根据可知 , 甲 乙，故C 不正确；D. 拉力做功的功率P,由于W 总甲 W总乙、时间t 也相同 ,所以P 甲 P 乙，故D 正确；故选D.【点睛】甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度

3、，在不计绳重和摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做的功，对动滑轮所做的功是额外功，总功等于有用功和额外功之和，机械效率是有用功与总功的比值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，

4、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 如图所示，利用动滑轮提升一个重为G 的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为60%要使此动滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G 的物块的个数为（ ）A 3 个B 4 个C 5 个D 6 个【答案】 D【解析】【详解】不计绳重和摩擦，要使，则4 用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体AA在4s内匀速前进了，使物体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 8mB物体 A 重力做功的功率为1000

5、WC物体 A 克服摩擦力做的功为480JD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 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

6、W有用10001200J83.3% ，W总0100001440J故 D 正确为答案。5 用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率G 物的关系，改变G 物，竖直向与物重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% B G 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

7、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，即故 B 错误；1=2C、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% 6

8、6.7%故 D 正确故选 D 6 如图所示的装置, 100 N的物体A在水平面做匀速直线运动,F重作用在绳自由端的拉力是 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 上的水平拉力 F=220 N=40 N;故 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

9、正确。7 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【答案】 D1.8J，机械效率20%D总功2.16J，机械效率83.3%【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W 有 =Gh=4.5N0.4m=1.8J，所做的额外功W 额 =fL=0.3N 1.2m=0.36J故总功为 W 总 =W 有+W 额 =1.8J+0.36J=2.1

10、6J，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8 下列杠杆中属于费力杠杆的是ABCD【答案】C【解析】【详解】A 、剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A 错误；B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B 错误C、如图的镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C 正确；D、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故故选 B D 错误；【点睛】重点是杠杆的分类，即动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂时，为费力杠杆，但省力杠杆费距离，费力杠杆省距离。9甲乙两个滑轮组如

11、图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（）G1、 G2 提高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】有用功为 GH ，若 G1G2 则有用功相等对动滑轮做的功为额外功W额 G动H ，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10 如图所示 ,

12、 用滑轮组提升重物时力 F 为 120N, 如果不计绳重及摩擦, 重 200N 的物体在,则提升重物的过程中5s 内匀速上升了1m.已知拉绳子的A绳子自由端被拉下3mB拉力 F 做的功为200JC滑轮组的机械效率是 83.3% D拉力 F 的功率是 40W 【答案】 C【解析】【详解】A 、物重由两段绳子承担，因此，当物体提升1m 时，绳子的自由端应被拉下2m，故A 错误；B、拉力为120N，绳子的自由端应被拉下2m，则拉力做功为：，故B 错误；C、滑轮组的机械效率，故 C 正确；D、拉力 F 的功率，故 D 错误故选 C【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

13、别要清楚额外功是对谁做的功，弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了。11 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A F 增大， L 增大， M 增大C F 增大， L 减小， M 增大BF 增大， L 减小， M 减小D F 减小， L 增大， M 增大【答案】 C【解析】【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

14、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=F l 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O 转动的轻质杠杆，已知 OA : OB1: 2 ， A 端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg

15、 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 2.7103 kg / m3 ， g 10 N / kg ）下列结果正确的是A该铝球空心部分的体积为1 10 3 m3B该铝球的体积为310 3 m3C该铝球受到的浮力为D该铝球受到的浮力为20N40N【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：由杠杆平衡的条件可得

16、：铝球受到的浮力：F浮V实m2.7kg1 10 3 m3 ，2.7103 kg / m3FAOA=F BOB， FAOB23.5N7N ，OA FB1GF mgF 2.7kg 10N / kg7N20N ，铝球排开水的体积：V排F浮20N2 1033水 g1 103 kg / m310N / kgm ，铝球的体积： V球2V排2 210 3 m34 10 3 m3 ，则空心部分的体积：V空V球V实410 4 m31 10 3 m33 10 3 m3 【点睛】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式13 如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O 点在

17、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=10N14 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F1、 F2、 F3

18、，比较它们的大小应是（）A F1 F2 F3B F1 F2 F3C F2 F1 F3D F2 F1 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F1=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1一半力所以F 2=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 F 3=2f；故 F2F 1F 3；答案为 D15 骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿S 型路线骑行，他这样做是为了（）A缩短上坡过程中所走的路程B减少上坡过程中所做的功C

19、减小上坡过程中所施加的力【答案】 CD缩短上坡过程中所用的时间【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16 工人师傅用如图所示的滑轮组，将重为 800N 拉力 F 为 500N，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则（的重物缓慢匀速竖直提升）3m ，人对绳的A绳子自由端移动的距离为9mB动滑轮的重力为200NC人通过滑轮组做的有用功为【答案】 B1500JD滑轮

20、组的机械效率为53.3%【解析】试题分析：由图可知，滑轮组中由2 段绳子承担物体和动滑轮的总重，即竖直提升 3m ，则绳子自由端移动的距离为：s=nh=23m=6m，故 A 错误此过程中，所做有用功为：W 有 =Gh=800N3m=2400J，故 C 错误n=2，物体匀速所做总功为： W 总 =Fs=500N6m=3000J；额外功为： W 额 =W 总-W 有 =3000J-2400J=600J，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则额外功为克服动滑轮重力做的功，即W 额=G 动 h，动滑轮的重力G 动=W 额 /h=600J/3m=200N ，故 B 正确为答案滑轮组的机械效率故 D 错误考点：滑

21、轮组的机械效率有用功额外功17 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B 18 如图所示，规格完全相同的滑轮，用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别

22、提起重为 G1 和 G2 的两个物体，不计摩擦与绳重，比较它们的省力情况和机械效率，下列说法正确的是A若 G1=G2，则 F1 F2，甲的机械效率高B若 G1=G2，则 F1 F2 ，乙的机械效率高C若 G1G2 ，则 F1F2，甲、乙的机械效率相同D若 G1 G2，则 F1 F2，乙的机械效率高【答案】 D【解析】【详解】A. 由于滑轮组相同,并且不计摩擦则额外功相等,若 G1=G 2，则有用功也相同，所以机械效率相等，故A 错误； B. 甲图 n=3,F1= G1,乙图 n=2,F2= G2,若 G1=G2 ,则 F1F 2，提升相同的重物，其机械效率与绳子的绕法无关，即机械效率相同；故B

23、 错误； C. 甲图 n=3,F1= G1,乙图 n=2,F2= G2,若 G1G 2,则 F1F2 ,若 G1G 2，则乙图有用功多，机械效率高，故C 错误；D. 甲图 n=3,F 1=G1,乙图 n=2,F2 = G2,若 ,则 F1 F2;甲乙两图由于滑轮组相同,并且不计摩擦则额外功相等,若 G1G 2，由 W=Gh ，可得，则乙图有用功多，机械效率高，故D 正确；故选 D.【点睛】要判断甲、乙两图的绳子段数来比较省力情况，由于滑轮组相同，并且不计摩擦则额外功相同通过比较有用功的大小可比较机械效率的高低19 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

24、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20 如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G160N，G2 38N，甲乙两种情况下绳子在相等拉力F 作用下静止。则每个动滑轮的重力为（）A3NB 6NC 11ND 22N【答案】 B【解析】【分

25、析】分析可知滑轮组承担物重的绳子股数n，不计绳重和摩擦力，拉力F 1 （ G+G 轮 ），因为n拉力相同，据此列方程求动滑轮的重力。【详解】由图知，承担物重的绳子股数分别为：n13， n2 2，滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为 G 轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：F11 （G1+G轮 ）， F21 （ G2轮），3+G2由题知 F121 （ G1轮） 1（ G2+G轮），即： 1（ 60N+G 轮 ） 1（ 38N+G F ，所以+G2323轮），解答动滑轮的重力：G 轮 6N。故选： B。21 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

26、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FlF l1 12 2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

27、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】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 用 F1 的拉力直接将重为G 的物体 A 匀速提升 h（如图甲）；换用斜面把物体A 匀速提升相同的高度，拉力为

28、 F2， 物体沿斜面运动的距离为L（如图乙），利用斜面工作过程中F1A有用功为 F2hB额外功为 F2L F1h C总功为（ F1+F2） LD机械效率为 F2【答案】 B【解析】A. 借助斜面做的有用功即为克服物体重力所做的功，则W 有GhF1h ，故 A 错误； BC.B.拉力所做的总功：W 总 F2L，额外功 W 额 W 总 - W 有F2L -F1 h ，故 B 正确， C 错误； D.W有Fh?1机械效率 ，故 D 错误故选 B.W总F2L24 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

29、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 F 1 的力臂始终保持不变，物体的重力水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在之后，杠杆变为费力杠杆G 始终大小不变，在杠杆从竖直位置向L2 L 1 之前杠杆是省力杠杆，在L 2 L 125 人直接用 F1 的拉力匀速提升重物，所做的功是W1；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F ，所做的功是W（）22A F1一定大于 F2BF1 一定小于 F2C W一定大于 WD只有 F 大于 F ， W才大于 W212121【答案】 C【解析】【详解】AB直接用 F1 的力匀速提升重物，则F1=G，使用滑轮匀速提升该重物，由于滑轮种类不清楚，F2 与 G 的大小关系不能判断，则无法比较 F12A、 B 均错误；与 F 的大小故CD直接用F1 的力匀速提升重物，所做的功是：W1 =W 有用 =Gh；使用滑轮匀速提升该重物到同一高度，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 W1，故 C 正确、 D 错误。故选 C。