1、简单机械基础知识汇编及练习测试题（word）一、简单机械选择题1 如图所示的装置中,物体 A 重 100N,物体 B 重 10N,在物体 B 的作用下 ,物体 A 在水平面，上做匀速直线运动，如果在物体 A 上加一个水平向左的拉力 F,拉力的功率为 B 匀速上升 3m 所用的时间为（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重）30W ，使物体A1sB 2sC 3 sD 4s【答案】 B【解析】分析：（ 1）物体 A 在物体 B 的作用下向右做匀速直线运动，A 受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。（2）拉动 A 向左运动， A 受到水平向左的拉力F 和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，
2、可求出拉力。（3）利用滑轮组距离关系，B 移动的距离是A 移动距离的3 倍，求出 A 移动的距离，则拉力所做的功为，再利用求出做功时间。解答：不计滑轮与轴之间的摩擦、不计绳重和滑轮重，物体速直线运动时， 。拉动A 在物体A 向左运动时，B 的作用下向右做匀A 受到向右的拉力不变，摩擦力的方向向右，此时受力如图：；，则，因此拉力F 做功：，所用时间为。故选： B。【点睛 】此题注意分析滑轮组的绳子段数，确定所使用的公式，做好受力分析是解题关键。2 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】
3、 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。3 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F2、 F3，下列关系中正确的是F1、A F1 F2 F3B F1 F2 F3C F2 F1F3D F2F1 F3【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
4、力，所以根据二力平衡，此时拉力F 1=f ；第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮可省一半的力，1所以根据二力平衡，此时拉力F 2=f；2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=2 f；由此可得 F 2 F 1 F 3.故 D 正确 .4 利用如图所示的滑轮组提起一个重为2000N 的物体，绳子自由端的拉力F=600N。10s内物体被匀速提升2m。不忽略绳重和机械部件间的摩擦，则下列说法中正确的是A动滑轮总重为400NB绳子自由端移动的速度为0.8m/sC拉力 F 做功为 6000JD增加物体被提升的高度可提高该滑轮组的机械效率【答案】 B【解析】【详解】A
5、由图知道，承担物重的绳子是四段，即n=4，若忽略绳重及摩擦，则拉力是：1F G G动 ，4由此可得动滑轮的总重是：G动4FG =4600N2000N=400N，由于是不忽略绳重和机械部件间的摩擦，故A 错误；B绳子自由端移动的距离是：s=4h=4 2m=8m ，绳子自由端移动的速度是：s8mv0.8m/s ，t 10s故 B 正确；C拉力做的功是：W 总 =Fs=600N 8m=4800J，故 C 错误；D该滑轮组的机械效率是：W有用GhGhG=FsF 4h4F ，W总即机械效率与高度无关，所以，增加物体被提升的高度不可能提高该滑轮组的机械效率，故 D 错误。5如图所示，工人利用动滑轮吊起一袋
6、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（）A75B 66 7C 333D 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 =W有/W 总 =300J/400J=75%，故应选 A。【考点定位】机械效率6 下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（）A功率大的机械，做功一定多B做功多的机械，效率一定高C做功快的机械，功率一定大D效率高的机械，功率一定大【答案】 C【解析】试题分析：根据功、功率、机械效率的关系分析功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功
7、的比值解： A、说法错误，功率大，只能说明做功快；B、说法错误，由于机械效率是有用功与总功的比值，故做功多，不一定机械效率就大；C、说法正确；D、说法错误，机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大故选 C7 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， F=200N，不考虑绳重和摩擦，即：，动滑轮重： G轮 =80N8 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
8、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B 1s 2s 内，物体在做加速运动C 2s 3s 内，拉力 F 的功率是100W10ND 2s 3s 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 F 30N.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
9、G-F G-3F 拉 +G 动 100N-330N+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 ,v3 2.50m/s,拉力 F3 40N ，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） n 3，所以拉力 F 的作用点下降的速度v3 3v3 32.50m/s 7.5m/s，拉力做功功率（总功率） :P 总 F33，故 C 错误；滑轮组的机械效率：v 40N7.5m/s 300W100% 100%100%83.33% ，故 D 正确。故选C.【点睛】由滑轮组的结构可以看出，
10、承担物重的绳子股数n 3，则拉力F 移动的距离s 3h（ 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 ）；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 减去整动个滑轮组对物体的拉力F；（ 2）由 F-t 图象得出在1 2s 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W Fs 求此时拉力做功（ 3）由 F-t图象得出在 2 3s 内的拉力 F，由 v-t 图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P Fv 求拉力做功功率，知道拉力F 和物重 G 大小，以及 S
11、与 h 的关系，利用效率求滑轮组的机械效率9 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 W1C W1= W2， 1 2BW 1D W1= W2， 1 W2， 122【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
12、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.10 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
13、4s 内移动了8mB物体 A 重力做功的功率为1000WC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
14、 =120N12m=1440J，所以滑轮组的机械效率W有用10001200J83.3% ，W总0100001440J故 D 正确为答案。11 如图所示，一均匀木板AB， B 端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫有长方形木块C，恰好使木板水平放置现有水平拉力F 拉木块 C，在粗糙水平地面上由 B 向 A 缓慢运动过程中，拉力F 将A变小B不变C逐渐增大D先减小后增大【答案】 A【解析】【详解】以杆为研究对象，杆受重力G 和 C 对它的支持力F 支 ，根据杠杆平衡条件可得：F 支 ?l 支=G?l G，水平力F 由 B 向 A 缓慢匀速推动木块，F 支的力臂在增大，重力G 及其力臂
15、l G 均不变，所以根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐减小；由于支持力逐渐减小，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体C 的压力也逐渐减小，根据影响摩擦力大小的因素可知， C 和木板间、 C 和地面间的摩擦力逐渐减小，拉力和摩擦力是平衡力，由力的平衡条件可知，水平拉力 F 也逐渐减小12 下列说法中正确的是A机械效率越高，机械做功一定越快B做功越多的机械，机械效率一定越高C做功越快的机械，功率一定越大D功率越大的机械做功一定越多【答案】 C【解析】机械效率越高，表示有用功与总功的比值越大，功率表示做功快慢，功率越大，机械做功一定越快机械效率与功率没有关系，故A 错误做功越多的机械，有
16、用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故B 错误功率是表示做功快慢的物理量，做功越快的机械，功率一定越大，故C 正确，符合题意为答案功等于功率与时间的乘积，时间不确定，所以功率越大的机械做功不一定越多，故 D 错误13 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A 物体比 B 物体轻 提升 A 的拉力较大 提升 A 所做的额外功较少 提升 A 做的有用功较多A只有 B只有 C只有 D只有 【答案】 B【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
17、，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：=W有W有A 物体时滑轮=，额外功相同，提升W总W有 W额组的机械效率较大，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。14 如图所示，体重为510N 的人，用滑轮组拉重500N 的物体 A 沿水平方向以0.02m/s 的速度匀速运动运动中物体A 受到地面的摩擦阻力为200N动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A 相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连
18、的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）则下列计算结果中正确的是A人对地面的压力为400NB绳子自由端受到的拉力大小是100NC人对地面的压力为250ND绳子自由端运动速度是0.06m/s【答案】 A【解析】【详解】由图知， n=2，所以拉力 F1 (G轮f地 )110N ；2所以人对地面的压力F压G F510N110N 400N ；绳子自由端运动速度v 20.02m / s 0.04m / s；【点睛】F 满足 F1f地 ) 本题中有用功应该是克服摩擦力做功，即拉力(G轮215 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
19、物到同一高度则人的拉力为F2，所做的功是W2（）A F 一定大于 FBF 一定小于 F1212C一定大于 WD只有 F 大于 F ， W才大于 W W121212【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 F1 与 F2 的大小故A、 B 均错误；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
20、选 C。16 如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1 和 F2 的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）下列说法正确的是（）A拉力 F1 小于拉力F2B甲、乙两滑轮组的机械效率相同C甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械D甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等【答案】 B【解析】【详解】不计绳重及摩擦，因为拉力F=（ G 物+G 动 ）， n1=2， n2=3 ，所以绳端的拉力：F1=（ G 物+G 动 ）， F2 =（ G 物+G 动 ），所以F1 F2，故 A 错误；因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，
21、W 额=G 动 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，则总功相同；因为=，所以两滑轮组的机械效率相同，故 B 正确；使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故C 错误；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，s =3h，则 s s，故 D 错误；21217 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减小上坡过程中所施加的力D缩短上坡过程中所用的时间【答案】C【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
22、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18 工人师傅用如图所示的滑轮组，将重为800N的重物缓慢匀速竖直提升3m ，人对绳的拉力F 为500N，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则（）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B1500JD滑轮组的机械效率为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=
23、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 ，故确为答案滑轮组的机械效率B 正故 D 错误考点：滑轮组的机械效率有用功额外功19 建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s 内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N
24、，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4 倍在此过程中下列说法正确的是（）A绳子自由端沿水平方向移动了6 mB物体受到的拉力为750NC拉力 F 的功率为 750WD滑轮组的机械效率为80%【答案】 D【解析】【详解】A由图可知， n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=ns =2 2m=4m，故 A 错误；AB物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力FA=f=0.4G=0.4 1500N=600N，故 B 错误；C拉力 F 做的功 W 总=Fs=375N4m=1500J，则拉力 F 的功率 P=375W，故 C错误；D有用功 W 有 =F
25、AsA=600N 2m=1200J，则滑轮组的机械效率= 100%= 100%=80%，故 D 正确；20 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）（ ）F3；最后比较各力大小，确定哪个拉力最小。F2 的大小；由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关ABCD【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F1 G；B. 根据勾股定理知h3m,图中为斜面 ,F25m G3m,得到 F2 0.6G；C. 如图所示,由图可知，由杠杆平衡条件可得： F32G3GL GL , 拉力 F G0.4G；D. 由图示可知 ,滑轮组
26、承重绳子的有效股数 n 3,拉力 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求出斜面的高，根据斜面公式求出拉力系，然后由杠杆平衡条件求出拉力G；因此最小拉力是F4；F1、 F4；由勾股定理21 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，
27、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 W有W有，额外功相同，提W总W有 W额升 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
28、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 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
29、，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，所以总功不同，故C 错误，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D 正确24 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=GB F1 F2 F3 GC F1 F2F3 GD F1F2=F3=G【答案】 A【解
30、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：GOD=F L由此可得：FGODL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 。25 下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是A机械效率越大，做的有用功一定越多B功率越大，做功越快C有力作用在物体上，力一定对物体做了功D功率小，机械效率也一定低【答案】 B【解析】【详解】A因为机械效率是有用功与总功的比值，所以机械效率越大，做的有用功不一定越多，故 A 错误；B功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故B 正确；C有力作用在物体上，物体力的方向上没有移动距离，力不做功，故C 错误；D机械效率是有用功与总功的比值，与功率的大小无关，故D 错误
