物理简单机械练习题及答案
物理简单机械练习题及答案
一、简单机械选择题
1．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.
2．山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈“S”形，目的是
A．加快上山时的速度
B．省力
C．减小对物体的做功
D．工作中养成的生活习惯
【答案】B
【解析】
斜面也是一种简单机械，使用斜面的好处是可以省力．
挑物体上山，其实就是斜面的应用，走S形的路线，增加了斜面的长，而斜面越长，越省力，所以是为了省力．
故选B．
3．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（）
A．16.7% 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，
η=====≈83.3%．
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（）
A．75％ B．66．7％ C．33．3％ D．25％
【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=400J，故动滑轮的机械效率为η=W有/W总=300J/400J=75%，故应选A。
【考点定位】机械效率
5．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）
A．120N
B．80N
C．60N
D ．无法计算 【答案】B 【解析】 【详解】
由图可知，n =2，由题知，G 物=320N ，F =200N ， ∵不考虑绳重和摩擦，，
即：
，
∴动滑轮重：G 轮=80N ．
6．如图所示，手用F 1的力将物体B 匀速提升h ，F 1做功为300J ；若借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度，F 2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F 2做的功有一部分属于额外功
D ．F 2做功的功率比F 1做功的功率大 【答案】D 【解析】 【详解】
A ．根据题意知道，用F 1的力将物体
B 匀速提升h ，F 1做的是有用功，即W 有=300J ，借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度，F 2做的是总功，即W 总=500J ，由
100%W W η=?有用总
知道，滑轮组的机械效率是：
300J 100%=100%=60%500J
W W η=??有用总,
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，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F 2多做一些功，即额外功，故C 不符合题意；
D．由
W
P
t
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．
7．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A．B．
C．D．
【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F=1
2 G；
B．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=1
3 G；
D．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F=1
2 G．
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．
8．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于100%
【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C．
9．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，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．
10．如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是①A物体比B物体轻②提升A的拉力较大③提升A所做的额外功较少④提升A做的有用功较多
A．只有①③B．只有②④
C．只有②③D．只有①④
【解析】
【详解】
由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额=G动h知，提升A和B所做额外功相同，不计绳重
与摩擦的影响，滑轮组的机械效率：η=W
W
有
总
=
W
W W
+
有
有额
，额外功相同，提升A物体时滑轮
组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，由于提升物体高度一样，所以A 物体较重，提升A物体用的拉力较大，故ACD错误，B正确。
11．如图所示，可绕 O 点转动的轻质杠杆，在 D 点挂一个重为G 的物体 M．用一把弹簧测力计依次在 A、B、C 三点沿与圆 O 相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是
A．F1=F2=F3=G
B．F1＜F2＜F3＜G
C．F1＞F2＞F3＞G
D．F1＞F2=F3=G
【答案】A
【解析】
【分析】
利用杠杆平衡条件分析，当阻力和阻力臂不变时，如果动力臂不变，只改动用力方向，其动力不变，据此分析解答。
【详解】
设拉力的力臂为L，则由题意可知，当杠杆在水平位置平衡时：G×OD=F×L
由此可得：
G OD F
L
?
=
因为G，OD不变，OD=L=r，故F=G，由于F1、F2、F3的力臂都为圆的半径都相等，所以得：F1=F2=F3=G。
故选：A。
12．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G1＜G2，则F1＜F2，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=G2，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F1 C. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若G1 D. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若<,则F1 【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． 13．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G的物块，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静止，在此过程中，拉力F（） 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。 14．如下图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是A．B． C．D． 【答案】D 【解析】 【详解】 根据题意知道，在不计机械自重和摩擦的条件下使用的简单机械； A．图的杠杆提升重物时，由于动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，即 F＞G； B．用图中的杠杆提升重物时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，即 F=G； C．图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是： n=2， 所以，绳端的拉力是： ； D．图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是： n=3 所以，绳端的拉力是： ； 综上所述，只有D图中的机械最省力。 15．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 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η100%W W 有用总 =?可知，总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高，故D 正 确． 16．如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G 1＝60N ，G 2＝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（ ） A ．3N B ．6N C ．11N D ．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F ＝1 n （G+G 轮），因为拉力相同，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：n 1＝3，n 2＝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：F 1＝13（G 1+G 轮），F 2＝1 2 （G 2+G 轮）， 由题知F 1＝F 2，所以 13（G 1+G 轮）＝12（G 2+G 轮），即：13（60N+G 轮 ）＝1 2 （38N+G 轮 ）， 解答动滑轮的重力：G 轮＝6N 。 故选：B 。 17．如图所示，用同一滑轮组分别将物体A 和物体B 匀速提升相同的高度，与提升B 相比，提升A 的过程滑轮组的机械效率较大，若不计绳重与摩擦的影响，则提升A 的过程 A．额外功较小 B．额外功较大 C．总功较小 D．总功较大 【答案】D 【解析】 解：AB．由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额=G动h可知，提升A和B所做额外功相同，故AB错误； CD．不计绳重和摩擦的影响，滑轮组的机械效率η W W W W W == + 有有 总有额 ，额外功相同，提 升A的过程滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，其总功较大，故C错误，D正确． 答案为D． 点睛：本题考查对有用功、额外功和总功以及机械效率的认识和理解，注意同一滑轮组提升物体高度相同时额外功是相同的． 18．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100J B．甲滑轮组所做的有用功为200J ，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 =100N×1m=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1 F G G n =+物动（）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，两者的额外功相等， 即W 额=G 动h =20N×1m=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 W η=有 总可知，两滑轮组的机械效率相等，均为 100J 83.3%120J W W η==≈有总，故D 错误． 故选A ． 19．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 N C ．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： 350N 50N 200N 22 G G F ++= ==轮，故B 正确； C ．n=2，所以箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度一半，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： ()350N 350N 50N 100%100%87.5%W G G h Gh W η++== ?=?=轮有用总 ，故D 错误。 20．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η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η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η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2N D．当G物=6N时，机械效率η=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η=知：机械效率一定小于1，即同一滑轮组 机械效率η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η=可知，两装置的机械效率相同，即η1=η2．故B错误； C、由图可知，G=12N，此时η=80%，则 η=====，即80%=，解得G动=3N，故 C错误； D、G物=6N时，机械效率 η=×100%=×100%=×100%=×100%≈66.7%．故D正确． 故选D．