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1、简单机械（ word）一、简单机械选择题1 如图甲所示，是建筑工地上的塔式起重机示意图，它是通过电动机带动如图乙所示的滑轮组起吊物料的如果这个滑轮组把310s 内匀速提升l0m ，绳索自由端的610N 的重物在3拉力 F=2.110N，不计一切摩擦和绳重，则下列说法中正确的是A拉力做的功是 2.1 4310JB拉力 F 的功率是 2.1 10WC该滑轮组的动滑轮共重300ND该滑轮组的机械效率是80%【答案】 C【解析】由图乙知道，滑轮组绳子的有效股数是n=3，即绳子自由端移动的距离是：s=3h=310m=30m，所以拉力做的功是：W 总 =Fs=2.1 103 N 30m=6.3 104J，
2、故 A 错误；拉力做功的功率是：P=W 总 /t=6.3 104 N/10s=6.3 103 W，故 B 错误；若不计绳重和摩擦，则由F= （ G+G 动 ） /n 可知，动滑轮的总重是：G 动 =nF-G=32.1103 N -6103 N=300N ，故 C 正确；拉力做的有用功是：W 有=Gh =6103N 10m=6104有J，滑轮组的机械效率是： =W /W总 100%=6104J/6.3 104J100% 95.2%，故 D 错误，故选C2 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
3、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】【解析】【分析】【详解】C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，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【
4、解析】【详解】不计绳重和摩擦，要使，则4 物体做匀速直线运动，拉力 F=60N，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，则物体受到的摩擦力是A 60 NB 120 NC 20 ND 180 N【答案】 D【解析】【分析】分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，根据物体受到的摩擦力。【详解】从图中得到动滑轮上的绳子段数为3，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，物体受到的摩擦力： f=3F=360N=180N 。得到故选 D。【点睛】本题考查滑轮组的特点，解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。5 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
5、.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
6、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 F21 (G G动 )1 (300 N60 N ) 120N ，故 A 错误；33B、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/s 3=0.03m/s，则乙方式F2 的功WF2
7、s绳F v绳120N 0.03m / s 3.6W ，故 D 正确。率为： Ptt2故选 D 。6 如图所示，小明用相同滑轮组成甲、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 1；用乙装置所做的总功为 W2 ，机械效率为 2若不计绳重与摩擦，则A W1 = W2， 1 =2BW 1 = W2， 1 2C W1D W1 W ， 212212【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、乙两滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加上W有用额外功，可以比较出两种情况的总功大小
8、然后利用 =即可比较出二者机械效率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，所以两种情况的有用功相同；（ 2）当有用功一定时，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 W 1 小于 W 2, 1大于 2 .故选 C.7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
9、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=m B gOD ，由图示可知，OC OD所以 mA mB，当向支点移动相同的距离 L 时，两边的力臂都减小 L，此时左边为： mA g（ OC L ） =m AgOC mAg L ，右边为： mBg（OD L ） =mB gOD mB g L ，由于 mA mB ，所以 mA g L mB g L；所以： mAgOC mA g L mB gOD mB g L 因此杠杆将向悬挂A 物体的一端即左端倾斜故选
10、C8 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ABCD【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1F= G；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，绕在动滑轮上的绳子由3股，则 F=1G；3D此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则 F=1G2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9 利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（）A重力做的功是有用功B拉力 F1 做的功是额外功C绳子自由端的拉力F 做的功是总功D该滑轮的机械效率可能等
11、于100%【答案】 C【解析】 A、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功为有用功，故 A 错；B、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功，即拉力F1 做的功为有用功，克服绳与动滑轮之间的摩擦、克服动滑轮和绳重而做的功为额外功，故B错；C、绳子自由端的拉力F 做的功包括有用功、额外功，为总功，故C正确；D、在拉动物体的过程中要克服绳与动滑轮之间的摩擦、要克服动滑轮和绳重而做一定的额外功，使得有用功小于总功，该滑轮的机械效率总小于100%，故 D 错故选 C10 在不计绳重和摩擦的情况下利用如图所示的甲、乙两装置分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度若
12、用 甲、 乙表示甲、乙两装置的机械效率， W 甲、 W 乙表示拉力所做的功，则下列说法中正确的是A 甲 乙， W 甲 W 乙B 甲 乙 ，W 甲 W 乙C 甲 乙， W 甲 W 乙D 甲 乙 ，W 甲 W 乙【答案】 A【解析】【详解】物体升高的高度和物体重力都相同，根据公式W=Gh 可知做的有用功相同；由图可知，动滑轮个数相同，即动滑轮重力相同，提升的高度相同，不计绳重和摩擦, 则拉力做的额外功相同有用功相同、额外功相同，则总功相同，即W 甲 W 乙 根据 =W有可知，机械效W总率相同，即 甲 乙 故 A 符合题意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、
13、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12 如图所示，用滑轮组在 4s 内将重为 140N 的物体匀速提升 2m
14、，若动滑轮重 10N，石计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中，下列说法正确的是A拉力 F 为 75NB绳子自由端向上移动了4mC滑轮组的机械效率约为93.3%D提升 200N 重物时，滑轮组机械效率不变【答案】 C【解析】【详解】A 由图可知， n=3，不计摩擦及绳重，拉力：F= 1 （ G+G 动） = 1 （ 140N+10N ） =50N ，故 A 错误；33B则绳端移动的距离：s=3h=3 2m=6m ，故 B 错误；C拉力做功：W 总 =Fs=50N 6m=300J ，有用功： W 有用 =Gh=140N 2m=280J，滑轮组的机械效率：W有用 100%= 280J 100%
15、93.3%，故 C 正确。= W总300JD 提升 200NW有用Gh=G重物时，重物重力增加，据=可知滑轮组机W总Gh G动 hGG动械效率变大，故D 错误。13 如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是A B 点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力B B 点是支点，物体A 放在车厢前部可省力C C 点是支点，物体A 放在车厢后部可省力D C 点是支点，物体A 放在车厢前部可省力【答案】 C【解析】【详解】由图可知车厢绕着点C转动 ,所以 点 C为支点 ;当物体 放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,因此省力，所以选项ABD都不正确，故答案为 C.14 如图所示
16、，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 F 1 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L2 L 1 之前杠杆是省力杠杆，在L 2 L 1之后，杠杆变为费力杠杆15 如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕 O 点转动，在它的右端放一重为块，并用一竖直向上的力 F 拉着。当物块向左匀速运动时，木板始终在水平位置保持
17、静止，在此过程中，拉力 F（ ）G 的物A变小B变大C不变D先变大后变小【答案】 A【解析】【详解】把长木板看作杠杆，此杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件：动力动力臂 =阻力阻力臂可知，当动力臂不变，阻力大小不变，物块向左匀速滑动时，阻力臂在减小，可得动力随之减小，答案选A。16 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 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；
18、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17 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F1（ 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
19、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。18 为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是（ ）A用动滑轮提升重物上升h 高度，测力计也上升h 高度B若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少C减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率D若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力【答案】 C【解析】【详解】A 用动滑轮提升重物上升
20、h 高度，因为有两段绳子承重，所以测力计上升2h 高度，故 A错误；B拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮时是否省力还取决于动滑轮的重和摩擦力的大小，而因为要提起动滑轮做功，故做功较多，故B 错误；C减小动滑轮质量，可以减小额外功，根据W有用W有用W总可知，可以提高动W有用 +W额外滑轮的机械效率，故 C 正确D用定滑轮拉重物，拉力的力臂为滑轮的半径，所以向各个方向的拉力都相等，故D 错误【点睛】重点理解机械效率为有用功与总功的比，有用功不变，当额外功减小时，总功减小，所以机械效率会提高19 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
21、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 F1G物）（C不正确，nG动 可知，两滑轮组绳子自由端的拉力不相等，故（ 3
22、）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W有W有100J83.3% ，故 D 错可知，两滑轮组的机械效率相等，均为W总W总120J误故选 A20 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
23、%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【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W有用W有GhGG 物 =12N 时弹W总W有 W额求得动滑轮的重力，再计算Gh G动h G G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相同高度，做的有用功相同；克服动滑轮做的额外功相同，
24、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，W有用W有GhG，W总W有W额GhG动 hGG动12N即：80% ，12NG动解得动滑轮的重力：G 动=3N ，故 C 错误；G 物 =12N 时，弹簧测力计读数： F1（ G物G动） 1 （12N 3N ） 5N ，故 B 正确；33D、 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
25、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，总功相同，则两装置的机械效率相同。故D 错误。故选： B。21 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，
26、所以总功不同，故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C 错误，D 正确22 用图所示装置提升重为350 N 的箱子，动滑轮重50N，不计绳重和一切摩擦，下列说法正确的是A该装置不仅省力，还省距离B箱子匀速上升时，人对绳子的拉力为200 NC箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度D此过程装置的机械效率约为58.3%【答案】 B【解析】【详解】A由图知，该装置由两段绳子承重，可以省力，但费距离，故A 错误；B n=2，不计绳重和一切摩擦且箱子匀速上升时，人对绳子的拉力为：G G轮350N50NF200N ，故 B 正确；22C n=2，所以箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的
27、速度一半，故C 错误；D不计绳重和一切摩擦时，此装置的机械效率约为：W有用Gh100%350N87.5%，故 D 错误。W总G G轮100%h350N 50N23 如图 所示，轻质杠杆可绕OO是杠杆的中点）转动，现在B端挂一重为G的物体，（在 A 端竖直向下施加一个作用力F，使其在如图所示的位置平衡，则A F 一定大于GB F 一定等于 GC F 一定小于 GD以上说法都不正确【答案】 B【解析】【详解】由题意知， O 是杠杆的中点，所以G 的力臂与F 的力臂相等；则由杠杆的平衡条件知：F 一定等于G。故 ACD 错误， B 正确。24 用 F1 的拉力直接将重为G 的物体 A 匀速提升 h（
28、如图甲）；换用斜面把物体A 匀速提升相同的高度，拉力为 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Gh F1h ，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?1B.机械效率 ，故 D 错误故选W总F2L25 工人师傅利用如图所示的两种方式，将均为300N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离 F12O
29、B=2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度、 F 始终沿竖直方向；图甲中为 0.01m/s 不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）A甲乙两种方式都省一半的力C乙方式机械效率约为83.3%B甲方式D乙方式F1 由 150N F2 的功率为逐渐变大3W【答案】C【解析】试题分析：由甲图可知，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 F2=G+G 动） /3=（ 300N+60N） /3=120N，故 A 错误；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，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力 F1的大小不变，故B 错误；不计绳重和摩擦，则乙方式机械效率为：有 /W=W总 =W 有/W 有 +W 额=Gh/Gh+G 轮 h=G/G+G 轮 =300N/300N+60N=83.3%，故 C 正确；乙方式中F2=120N，绳子的自由端的速度为v 绳 =0.01m/s 3=0.03m/s，则乙方式 F2 的功率为： P=F2 v 绳=120N 0.03m/s=3.6W，故 D 错误，故选 C考点：杠杆的平衡条件；滑轮（组）的机械效率；功率的计算