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1、简单机械知识点总结及经典习题( 含答案 ) （word）一、简单机械选择题1 甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度则（）A乙升降机提升重物做的有用功较多B甲升降机的电动机做的额外功较多C甲升降机的电动机做的总功较少D乙升降机的电动机做的总功较少【答案】 C【解析】【详解】A提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等，故A 错误；BCD既然甲机械效率高，则说明甲做的额外功少，总功也就少，故BD 错误， C 正确2 轻质杠杆AB 可绕中点O 自由转动，现在其A 端和 B 端分别施以大小相等的力F1 和F2， 它们的方向如图所示，则下列说法中正确的是A
2、杠杆会沿顺时针方向转动B杠杆会沿逆时针方向转动C杠杆会保持平衡D无法判读杠杆转动方向【答案】 A【解析】【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，如下图所示：因 OA=OB，由几何知识知道，故 OCOD又因为F1 和 F2 的大小相等，由平衡条件知道，力与力臂乘积的大小关系是：F1 OC F2 OD，所以，杠杆不能平衡，杠杆会沿顺时针方向转动，即只有A 正确。3小勇体重600N，利用如图所示的滑轮组在10s 内使物体A 匀速上升5m已知物体A重为 800N，小勇作用在绳端的拉力大小为500N，在此
3、过程中，下列说法正确的是A水平地面对小勇的支持力做功为6000JB小勇做的有用功为3000JC小勇拉力的功率为250WD此滑轮组的机械效率为【答案】 D80%【解析】水平地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；小勇做的有用功就是克服物体的重力做的功W 有 =Gh =800N5m=4000J ，故B 错；小勇做的总功为W总 =Fs=500N10m=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 =W 有 /W 总=4000J/5000J=80% ，故 D 正确；应选D4 如图所示，定滑轮重4N0.5N，在拉力F
4、的作用下，1s内将重为4N的物体，动滑轮重A 沿竖直方向匀速提高了10cm 如果不计绳重和摩擦则以下计算结果正确的是A绳子自由端移动速度为0.3m/sB拉力 F 的大小为4NC拉力 F 的功率为 0.45WD滑轮组的机械效率为75%【答案】 C【解析】【详解】由图知道，承担物重的绳子的有效股数是：n=2，A绳端移动的距离是：s=2h=2 0.1m=0.2m，绳子自由端移动的速度是：s0.2mv0.2m/s ，t 1s故 A 错误；B不计绳重和摩擦，则拉力F1GG动= 14N 0.5N2.25N ，n2故 B 错误；C拉力做的总功： W 总 =Fs=2.25N0.2m=0.45J，拉力 F 的功
5、率：PW总 0.45J 0.45W，t 1s故 C 正确；D拉力做的有用功W 有 =Gh=4N0.1m=0.4J，滑轮组的机械效率是：W有100%0.4J 88.9%，W总100%0.45J故 D 错误。5 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，根据得到物体受到的摩擦力。【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 。故选 D
6、。【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。6用图中装置匀速提升重为100N 的物体，手的拉力为60N，滑轮的机械效率为（）A16.7%B 20%C 83.3%D 100%【答案】 C【解析】【详解】由图可知，提升重物时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动，则该滑轮为动滑轮；拉力移动的距离s=2h，= 83.3%7 用如图所示滑轮组提起重 G=320N 的物体，整个装置静止时，作用在绳自由端的拉力F=200N，则动滑轮自身重力是（绳重及摩擦不计）A120NB 80NC 60ND无法计算【答案】 B【解析】【详解】由图可知， n=2，由题知， G物 =320N，
7、F=200N，不考虑绳重和摩擦，即：，动滑轮重： G轮 =80N8 如图所示，杠杆处于平衡状态且刻度均匀，各钩码质量相等，如果在杠杆两侧各减少一个钩码，杠杆会（）A左端下沉B右端下沉C杠杆仍然平衡D无法判断【答案】 B【解析】【详解】设一个钩码重为G，一格的长度为L，原来： 3G4L=4G3L，杠杆平衡；在杠杆两侧挂钩码处各减少一个质量相等的钩码，现在：2G4L3G3L ，所以杠杆不再平衡，杠杆向顺时针方向转动，即右端下沉。故ACD 错误， B 正确。9 如图所示，手用 F1 的力将物体 B 匀速提升 h， F1 做功为 300J；若借助滑轮组用F2 的力把物体 B 匀速提升相同高度， F2
8、做功为 500J，下列说法错误的是A滑轮组机械效率为60%B两个过程物体B 均匀速运动，机械能增加C滑轮组的自重，绳子和滑轮之间的摩擦等因素导致F2 做的功有一部分属于额外功D F2 做功的功率比F1 做功的功率大【答案】 D【解析】【详解】A根据题意知道，用F1 的力将物体 B 匀速提升 h， F1 做的是有用功，即W 有 =300J，借助滑轮组用 F2 的力把物体B 匀速提升相同高度，F2 做的是总功，即 W 总 =500J，由W有用W总100%知道，滑轮组的机械效率是：W有用100%= 300J 100%=60% ,W总500J故 A 不符合题意；B由于两个过程物体B 均做匀速运动，所以
9、，动能不变，但高度增加，重力势能增大，而动能与势能之和是机械能，所以机械能增大，故B 不符合题意；C由于需要克服滑轮组的自重及绳子和滑轮之间的摩擦做功，即由此导致F2 多做一些功，即额外功，故C 不符合题意；D由 PWt 知道，功率由所做的功和完成功所需要的时间决定，根据题意不知道完成功所用的时间，故无法比较功率的大小，故D 符合题意10 在斜面上将一个质量为5kg 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
10、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 Gh mgh 5kg10N/kg1m 50J，故 B 错误； C. 拉力 F 对物体W有用100%50J做的总功： W 总 Fs 40N2m 80J；斜面的机械效率为：100%W总80J62.5%，故 C 正确； D. 克服摩擦力所做的额外功：W 额 W 总 - W 有 80J-50J 30J，由 W额 fs 可得 ,物体受到的摩擦力： f W额 30J 15N，故 D 错误故选 C.s2m点睛：（ 1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦
11、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W Gh 可求重力做功，即提升物体所做的有用W有用4）总功减去功；（ 3）求出了有用功和总功，可利用公式计算出机械效率；（W总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11 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
12、、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 D 12 如图所示，用一滑轮组在5s 内将一重为200N 的物体向上匀速提起2m ，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。则A物体上升的速度是 2.5m/sB拉力 F 大小为 400NC拉力 F 的功率为 40WD拉力 F 的功率为 80W【答案】 D【解析】【详解】A由 vs得体的速度：th2mv0.4m st5s故 A 项不符合题意；B图可知，绳子段数为n2 ，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，则拉力：F1 G1200N 100N22故 B 项不符
13、合题意；CD绳子自由端移动的速度：v绳2v物20.4 m s0.8m s拉力 F 的功率：WFsPFv100N0.8m s80Wtt故 C 项不符合题意，D 项符合题意。13 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
14、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 正确。14 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。15 下列杠杆中属于费力杠杆的是ABCD【答案】 C【解析】【详解】A
15、、剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故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D、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A 错误；B 错误C 正确；D 错误；故选 B 【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。16 如图所示 , 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
16、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。17 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 F12OB=2OA，图乙
17、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B甲方式 F1 由 150N 逐渐变大C乙方式机械效率约为83.3%D乙方式 F2 的功率为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，
18、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2v绳 =0.01m/s 3=0.03m/s，则乙方式F22绳F =120N，绳子的自由端的速度为的功率为： P=F v=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18 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
19、臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆，四幅图中只有镊子的动力臂是小于阻力臂的，故应选 D 。19 如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O 点在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
20、=20N 0.4m解得：G=10N20 如图所示，物体浸没在水中，工人用 200N 的拉力提升 2m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是 g=10N/ kg，则下列说法中正确的是（ ）F 在 10s 内将重为400N 的物体匀速80%，不计绳重和摩擦，A物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为40WB物体在水中受到的浮力为320N-3 3C物体的体积为 8 10mD物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80%【答案】 C【解析】【详解】A由图知， n=2，拉力端移动的距离： s=2h=2 2m=4m，拉力端移动的速度：v=s/t =4m/10s=0.4m/s ，拉力的功
21、率：P=Fv=200N 0.4m/s=80W，故 A 错；B滑轮组的机械效率： 有用 / W 总=（G-F 浮 ） h/Fs=（ G-F 浮） h/F2h=G-F 浮/2F=400N- F 浮=W/2 200N=80%，解得： F 浮 =80N，故 B 错；C由 F 浮 =水 V 排 g 得物体的体积：33-3 3，V=V 排 =F 浮/ 水 g=80N/110kg/m 10N/kg=8 10m故 C 正确；D物体露出水面后，没有了浮力，相当于增加了提升物体的重，增大了有用功，不计绳重和摩擦，额外功不变，有用功和总功的比值变大，此滑轮组提升该物体的机械效率将大于 80%，故 D 错。21 下图
22、是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ）ABCD【答案】 D【解析】【详解】在 A 的斜面中，存在F 14m=G2m，故 F1 =G2；在 B 的滑轮组中，n=3，故 F2= G ；在 C3的定滑轮中，不省力，故F3=G；在 D 的杠杆中，存在F44l=Gl，故 F 4= G ；可见所需动4力最小的是D 22 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、乙两滑轮组所做的有用功都是100JB甲滑轮组所做的有用功为 200J
23、，乙滑轮组所做的有用功为 300J C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，1根据 F（ G物 G动）可知，两滑轮组绳子自由端的拉力不相等，故 C不正确， n（ 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，两者的额外功相等
24、，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 A23 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
25、省力杠杆；一个杠杆，动力臂小于阻力臂属于费力杠杆，故答案选DABC为另点睛：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24 在探究杠杆平衡条件的时候，小明在均匀木板中间挖孔，孔中插一金属杆，固定在铁架台上，木板可以围绕中间自由转动每个钩码的质量为 200g ， A、 B、 C、 D、E、 F 为质量不计的挂钩，己知 AB BO OC CD， ABOCD的连线与 EDF的连线垂直现在 B 处挂两个钩码， D 处挂一个钩码，木板在水平位置平衡（如图所示）下列做法能使木板仍在水平位置平衡的是A在B、D 两处各加挂一个钩码B在B 处
26、加挂1 个钩码，D 处加挂2 个钩码C B 处挂两个钩码不变，把D 处的一个钩码挂在F 处D把 B 处两个钩码挂在【答案】 CA 处，把D 处的一个钩码挂在C 处【解析】【分析】（1）符合杠杆平衡条件F1l 1=F2l 2，杠杆平衡，不符合杠杆平衡条件，力和力臂乘积大的一端下沉（2）力臂是从支点到力的作用线的距离，把钩码挂在和钩码挂在D 处的力臂相等E 处、 F 处杠杆水平平衡时，力臂均【详解】设 AB=BO=OC=CD=L，每个钩码的重力为GA在 B、 D两处各加挂一个钩码时，杠杆左侧力与力臂的积为3GL，右侧力与力臂的积为 2G2L，因 3GL2G2L，所以木板不会平衡，故A 错误；B在B
27、 处加挂1 个钩码、D处加挂2 个钩码时，杠杆左侧力与力臂的积为3GL，右侧力与力臂的积为3G2L，因3GL3G2L，所以木板不会平衡，故B 错误；C把D 处的一个钩码挂在E 处或F 处，杠杆右侧的力臂不变，仍为OD长，杠杆左右两侧力与力臂的乘积相等，所以木板会平衡，故C 正确D把B 处两个钩码挂在A 处，把D处的一个钩码挂在C处，杠杆左侧力与力臂的积为2G2L，右侧力与力臂的积为GL，因 2G2LGL，所以木板不会平衡，故D 错误；故选 C25 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
28、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% 66.7%故 D 正确故选 D