1、2020-2021 年 简单机械解题技巧及练习测试题一、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
2、额，因为 W总 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
3、升至相同的高度，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 下列几种方法中，可以提高机械效率的是A有用功一定，增大额外功B额外功一定，增大有用功C有用功一定，增大总功D总功一定，增大额外功【答案】 B【解析】【详解】A机械效率是有用功和总功的比值，总功等于有用功和额外功之和，所以有用功一定，增大额外功时，总功增大，因此有用功与总功的比值减小，故 A 不符合题意；B额外功不变，增大有用功，总功变大，因此有用功与总功的比值将增大，故意；B 符合题C有用功不变，总功增大，则有用功与总功的比值减小，故C 不
4、符合题意；D因为总功等于有用功和额外功之和，所以总功一定，增大额外功，有用功将减小，则有用功与总功的比值减小，故 D 不符合题意3 某商店有一不等臂天平（砝码准确），一顾客要买2kg 白糖，营业员先在左盘放一包白糖右盘加1Kg 砝码，待天平平衡后；接着又在右盘放一包白糖左盘加1kg 砝码，待天平平衡后然后把两包白糖交给顾客则两包白糖的总质量A等于2KgB小于2KgC大于2KgD无法知道【答案】 C【解析】解答：由于天平的两臂不相等，故可设天平左臂长为a，右臂长为称得的白糖的实际质量为m1，后称得的白糖的实际质量为m2b（不妨设a b），先由杠杆的平衡原理：bm1=a1，am2 =b1，解得 m
5、1= ，m2=则 m1 m2=因为（ m1 +m2） 2=因为 ab，所以（ m1+m2 ） -2 0，即 m1+m 2 2 这样可知称出的白糖质量大于2kg故选 C点睛：此题要根据天平的有关知识来解答，即在此题中天平的臂长不等，这是此题的关键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（）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
6、械效率5 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。6 如图为工人用力撬起石头的情景，小亮在图中画出了四个作用于硬棒上的力，其中能正确表示工人左手施力且最省力的是 （ ）A F1B F2C F3D F4【答案】 C【解析】解答： 因为由图可知 ,四个力中F3 的
7、力臂最长，所以根据杆杆平衡条件可知，最省力的是沿 F3 方向故选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
8、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 C8 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、动滑轮可以省力，但不能改变力的
9、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 9 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，恰好使木块水平放置，如图所示，现有水平力 F 由 A 向 B 缓慢匀速推动，在推动过程中，推力 F 将A逐渐增大B逐渐减小C大小不变D先增加后减小【答案】A【解析】【详解】以杆为研究对象，杆受重力支，根据杠杆平衡条件可得：G 和 F 支 lC 对它的支持力支 =GlG ，水平力F 支 ，重力的力臂为l G，支持力的力臂为F 由 A 向 B 缓慢匀速推动木块，F 支的力l臂在减
10、小，重力G 及其力臂l G 均不变，根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐增大；由于支持力逐渐变大，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体C 的压力也逐渐变大，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增大，木块 C 匀速运动，受到推力和摩擦力是平衡力，推力大小等于摩擦力大小，由力的平衡条件可知，水平推力 F 也逐渐增大，故 A 符合题意， BCD 不符合题意。10 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
11、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
12、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1=2故B 错误；C、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 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、 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
13、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，小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从1 楼地面缓慢地提到2 楼地面，用甲滑轮所做的功为W1，机械效率为1 ；用乙滑轮所做的总功率为W2，机械效率为2 ，若不计A W1 W2， 1 2B. W1=W2， 1 2C W W,1 2D W =W,1 = 212
14、12【答案】 A【解析】因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用W有功相同；根据 可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越W总少，机械效率越高。而乙滑轮是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。即W 12.故选 C.13 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BF 增大， L 减小， M减小C F 增大， L 减小，M增大D F 减小， L 增大， M增大【答案】C【解析】【分析】找某一瞬
15、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；在公式不断增大，所以积 M=F l 增大；故选 C【点睛】画力臂：Fl =GL 中， G 不变， L 增大，则 GL 、 Fl 都增大；又知： l 不断变小，而 Fl 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
16、；从支点到垂足的距离就是力臂14 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，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
17、为 D15 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 16 如图所示，在水平拉力F 作用下，使重40N 的物体 A 匀速移动5m ，物体 A 受
18、到地面的摩擦力为5N ，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F 做的功为A50J B 25J C100J D 200J【答案】 B【解析】【详解】如图所示，是动滑轮的特殊用法，拉力是A 与地面摩擦力的2 倍，故；物体 A 在水平方向上匀速移动5m，则拉力移动的距离：，拉力 F 做的功：故选 B 17 下图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
19、中，存在F44l=Gl，故 F 4= G ；可见所需动4力最小的是D 18 农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用 400N 的拉力，将重600N 的建材在10s 内匀速提高3m。不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（）A该滑轮的机械效率=75%B滑轮所做的有用功为1200JC滑轮自身的重力为100ND绳子自由端移动的距离大小为3m【答案】 A【解析】【详解】AB滑轮所做的有用功为：W 有用 =Gh=600N3m=1800J，因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2 倍，即 6m，则拉力做的总功为：W 总=Fs=400N6m=2400J，所以动
20、滑轮的机械效率为：W有用 100%= 1800J 100%=75% ，W总2400J故 A 正确， B 错误；C不计绳重及摩擦，则拉力为：1F（ GG动），2那么动滑轮的重为：G 动 =2F-G=2400N-600N=200N，故 C 错误；D由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，绳子自由端移动的距离为：s=nh=2 3m=6m，故 D 错误；故选 A。19 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， ABO
21、CD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A 处，把 D 处的一个钩码挂在C 处【答案】C【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=
22、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 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
23、会平衡，故D 错误；故选 C20 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，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21 用图所示装置提升重为 35
24、0 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350N 50NF200N ，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Gh350NW总100%100% 87.5%
25、，故 D 错误。G G轮 h350N 50N22 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，左端下沉C杠杆不能平衡，右端下沉D无法判断【答案】 C【解析】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 ，由图知 OC OD所以移动相同的距离 L 时，两边的力臂都减小 L ，此时左边的力矩为： =m AgOC-m A g L ，mA mB ，当向支点 mA g（ OC- L ）右边的
26、力矩为： mB g（ OD- L ） =m B gOD-m B g L ，由于 mA mB ，所以 mA g L mB g L ；所以： mA gOC-m Ag L mBgOD-m Bg L 因此杠杆不能平衡，将向悬挂 B 物体的一端即右端下沉。故 C 正确为答案。23 用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F1 和 F2 的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（）A F1 大于 F2B F1 和 F2 做的功一定相等C甲、乙的机械效率不相等D绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等【答案】 C【
27、解析】【详解】A 不计绳重及摩擦，因为拉力：F=（ G 物 +G 轮 ）/n， n1=2 ， n2=3，所以绳子受的拉力：F1 =（ G 物 +G 轮 ） /2，F2=（ G 物 +G 轮 ）/3，所以F1 F2，故 A 正确；B不计绳重及摩擦，拉力做的功：W 1 =F1s1=（ G 物 +G 轮 ）/2 2h=（ G 物 +G 轮 ） hW 2=F2s2=（ G 物 +G 轮） /3 3h= （G 物+G 轮 ） h所以W 1=W 2，故 B 正确。C因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W 额 =G 轮 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，总功相同，
28、因为 =W有用 /W 总，所以滑轮组的机械效率相同，故C 错误；D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， s2 =3h ，所以s1s2，故 D 正确；24 用图 3 甲、乙两种方式匀速提升重为100N 的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计则A手的拉力： F 甲=F 乙；机械效率：甲 =乙B手的拉力：F 甲 F 乙 ；机械效率： 甲 乙C手的拉力：F 甲 F 乙 ；机械效率： 甲乙D手的拉力：F 甲 F 乙 ；机械效率： 甲 乙【答案】 D【解析】【详解】由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力；乙滑
29、轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则手的拉力：F 甲 F 乙 ；两幅图中的W 有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑W有轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式可知，有用功相W总同时，总功越大的，机械效率越小；所以选 D25 如图所示的装置中,A重100N,物体B重10N,在物体B,A在水平物体的作用下 物体面，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30W，使物体 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）A1sB 2sC 3 sD 4s【答案】B【解析】分析：（
30、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衡，可求出拉力。（3）利用滑轮组距离关系，B 移动的距离是F 和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平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。
