1、最新简单机械专题练习(word)一、简单机械选择题1 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 F1、 F2 始终沿竖直方向;图甲中OB=2OA,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乙方式机械效率约为83.3%D乙方式F 的功率为3W2【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
2、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,
3、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2 在生产和生活中经常使用各种机械,使用机械时A功率越大,做功越快B做功越多,机械效率越高C做功越快,机械效率越高D可以省力、省距离,也可以省功【答案】 A【解析】【分析】( 1)功率是表示做功快慢的物理量,即功率越大,做功越快;( 2)机械效率是表示有用功所占总功的百分比;即效率越高,有用功所占的比例就越大;( 3)功率和效率是无必然联系的;( 4)使用任何机械都不省功【详解】W 额 =G 轮 h,据此求动滑轮重;A 功率是表示做功快慢的物理量,故做功越快功率一定越大,故A 正确;B机械效率是表示有用功所占总功的百分比,故做功多,
4、而不知道是额外功还是有用功,所以无法判断机械效率,故B 错误;C由于功率和效率没有直接关系,所以功越快,机械效率不一定越高,故C 错误;D使用任何机械都不省功,故D 错误故选 A 3 用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N 的物体匀速提升1m,不计摩擦和绳重时,滑轮组的机械效率为60%则下列选项错误的是()A有用功一定是150JB总功一定是250JC动滑轮重一定是100ND拉力大小一定是125N【答案】 D【解析】【分析】知道物体重和物体上升的高度,利用W=Gh 求对物体做的有用功;又知道滑轮组的机械效率,利用效率公式求总功,求出了有用功和总功可求额外功,不计绳重和摩擦,额外功不计摩
5、擦和绳重,根据F=1n(G 物+G 轮 )求拉力大小【详解】对左图滑轮组,承担物重的绳子股数n=3,对物体做的有用功:W 有=Gh=150N1m=150J,W有W有=150J由 =,得: W 总 =250J,因此, W 额 =W 总 -W 有 =250J-150J=100J;因为不W总60%计绳重和摩擦, W 额=G 轮 h,所以动滑轮重:W额100J=100N ,拉力 F 的大小:G 轮=h1mF=1 ( G 物 +G 轮 ) = 1 ( 150N+100N )= 250N ;对右图滑轮组,承担物重的绳子股数333n=2,对物体做的有用功:W有W 有=Gh=150N1m=150J ,由 =,
6、得: W 总W总W有150JW 额=G 轮=250J,所以 W 额 =W 总-W 有 =250J-150J=100J;因为不计绳重和摩擦,60%hG轮=W额=100JF1(G物+G轮)= 1=100N,拉力的大小:F=,因此动滑轮重:h1m22(150N+100N ) =125N ;由以上计算可知,对物体做的有用功都是150J,总功都是250J,动滑轮重都是 100N,故 A 、 B、 C 都正确;但拉力不同,故D 错故选 D 4 如图所示,定滑轮重4N,动滑轮重0.5N,在拉力F 的作用下, 1s 内将重为4N 的物体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
7、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;11,不计绳重和摩擦,则拉力 FGG动 =4N 0.5N2.25NBn2故 B 错误;C拉力做的总功: W 总 =Fs=2.25N0.2m=0.45J,拉力 F 的功率:W总0.45JP0.45W ,t 1s故 C 正确;D拉力做的有用功W 有 =Gh=4N0.1m=0.4J,滑轮
8、组的机械效率是:W有100%0.4JW总100% 88.9%,0.45J故 D 错误。5 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 ,若不计绳重与摩擦,则()A W1 W2, 1 2B. W1=W2, 1 2C W W,1 2D W =W,1 = 21212【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功相同;根据 W有 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
9、多,则总功越多 ,机械效率越低。即 W 12.故选 C.6 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F1、F2、 F3,下列关系中正确的是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
10、 .7 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 C8 如图所示,动滑轮重为1 N,拉力 F 为 5 N,则重物G 和弹簧秤读数为AG 为 4 N,弹簧秤读数为5 NB G
11、为9 N,弹簧秤读数为10 NC G 为 10 N,弹簧秤读数为5 ND G 为9 N,弹簧秤读数为5 N【答案】 D【解析】此时弹簧秤与拉力 F 共同承担重物和滑轮的重力,因拉力F 为 5N,所以弹簧秤读数也为5N;,所以 G=9N,故选项 D 正确;故选 D9 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 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21做功的功率大D
12、F 做功的功率比F【答案】 D【解析】【详解】A根据题意知道,用1B 匀速提升1有 =300J,借助F 的力将物体h, F 做的是有用功,即 W滑轮组用 F2的力把物体B 匀速提升相同高度,2做的是总功,即W总 =500J,由FW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,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;
13、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 如图所示,一均匀木板ABB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】F 也逐渐减小以杆为研究对象,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
14、 及其力臂 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11 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
15、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:=W有W有A 物体时滑轮W总,额外功相同,提升= 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。12 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杠杆会沿顺时针方向转动B杠杆会沿逆时针方向转动C
16、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。13 如图所示, 用滑轮组提升重物时, 重 200N 的物体在5s 内匀速上升了1m.已知拉绳子的力 F 为120N, 如果不计绳重及摩擦,则提升重物的过程中A绳子自由端被拉下3mB拉力
17、 F 做的功为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,当物体提升误;B、拉力为120N,绳子的自由端应被拉下1m 时,绳子的自由端应被拉下2m,则拉力做功为:2m,故A 错,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。14 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
18、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 D15 人直接用 F
19、1 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物到同一高度则人的拉力为F ,所做的功是W()22A F1 一定大于 F2BF1 一定小于 F2C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
20、W2=W 有用 +W 额外 ,则W2 W1,故 C 正确、 D 错误。故选 C。16 如图所示,斜面长3m ,高 0.6m ,建筑工人用绳子在6s 内将重 500N 的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150N(忽略绳子的重力)则下列说法正确的是A斜面上的摩擦力是50NB拉力的功率是50WC拉力所做的功是300JD斜面的机械效率是80%【答案】 A【解析】【分析】(1)利用 W Fs 计算该过程拉力F 做的功;利用W 有 Gh 求出有用功,利用W 有 求出额外功,然后利用W 额 fs 计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小;(W 额 W 总2)利用 P W 求拉力做功功率;(3)由 W有求斜
21、面的机械效率tW总【详解】AC. 拉力 F 做的功: W 总 Fs150N3m 450J;有用功: W 有用 Gh 500N0.6m 300J,额外功: W 额 W 总 W 有用 450J 300J 150J,由 W 额 fs 可得,物体在斜面上受到的摩擦力: fW额150 JW总450J 50N,故 A 正确、 C 错误; B. 拉力的功率: Ps3mt6s75W ,故 B 错; D.斜面的机械效率:W有 300J100%66.7%,故 D 错误故W总450J选 A 17 如图, O 为拉杆式旅行箱的轮轴, OA 为拉杆现在拉杆端点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
22、A 处施加一竖直向上的力 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 18 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 G =G,则F F ,甲的机械效率高
23、B若 G =G ,则F F,乙的机械效率高12121212C若 GG ,则 F F ,甲、乙的机械效率相同D若 G G ,则 F F ,乙的机械效12121212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=G 2,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 F1F 2,提升相同的重物,其机械效率与绳子的绕法无关,即机械效率相同;故B 错误; C. 甲图 n=3,F1= G1,乙图 n=2,F2= G2,若 G1G 2,则 F1F2 ,若 G1G 2,则乙图有用
24、功多,机械效率高,故C 错误;D. 甲图 n=3,F =G ,乙图 n=2,F = G ,若 ,则 FF;甲乙两图由于滑轮组相同,并且不计112212摩擦则额外功相等,若 G1G 2,由 W=Gh ,可得,则乙图有用功多,机械效率高,故D 正确;故选 D.【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19 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610N 的重物在3的拉力 F=2.110N,不计一切摩擦和绳重
25、,则下列说法中正确的是A拉力做的功是2.1 4B拉力310JF 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,故 A 错误;拉力做功的功率是:P=W 总 /t=6.3 104 N/10s=6.3103 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=32.1 103 N -6103 N=300N ,故
26、C 正确;拉力做的有用功是:W 有=Gh =6103N10m=6104有J,滑轮组的机械效率是: =W /W44DC100%=610 J/6.3 10J 100% 95.2%错误,故选总20 如图所示的滑轮组,用F=30N 的拉力,拉动水平地面上重为300N 的物体,使物体匀速前进了 2m. 物体和地面之间的摩擦力为45N,在此过程中,下列说法正确的是 拉力做的功是120J A 点受到的拉力为300NAC 绳子自由端移动的距离是2mBD 滑轮组的机械效率是75%【答案】C【解析】【详解】由图可知,n=2,则绳子自由端移动的距离:s绳2s物22m=4m ;故错误;拉力做的功:W总Fs绳30N4m
27、=120J ;故正确;克服物体和地面之间的摩擦力做的功为有用功,则有用功:W 有=fs 物=45N 2m=90J,滑轮组的机械效率:W有100%90J100%=75% 故正确;W总120J因物体在水平地面上做匀速运动,则此时A 处绳子的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力,所以,A 点受到的拉力:FA=f=45N;故错误;故 ABD 错误, C 正确。21 在探究 “杠杆平衡条件 “实验中,杠杆在力F 作用下水平平衡,如图所示,现将弹簧测力计绕 B 点从 a 位置转动到b 位置过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F 与其力臂的乘积变化情况是()A一直变小B一直变大C一直不变D先变小后变大【答案】
28、C【解析】【详解】将测力计绕B 点从a 位置转动到b 位置过程中,钩码的重力不变,其力臂OA 不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条件FlF l1 12 2可知,拉力F 与其力臂的乘积也是不变的【点睛】重点是杠杆平衡条件的应用,要理解当力与杠杆垂直时,力臂是最长的,倾斜后力臂会变短,正是由于杠杆保持平衡,所以力臂减小的同时,拉力要增大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
29、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,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
30、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 A23 如图所示,在斜面上将一个重9N 的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力为5N,斜面长 3m,高 1m。则下列说法中不正确的是:A该过程中做的有用功为9JB这个斜面的机械效率为60%C物体所受到的摩擦力是5ND减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率【答案】 C【解析】【分析】( 1)根据公式 W=Gh 求拉力做的有用功;( 2)根据 W=F
31、s 求拉力 F 对物体做的总功,斜面的机械效率等于有用功与总功之比;(3)克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功,利用W 额 =fs 求摩擦力;( 4)提高斜面的机械效率的方法:减小摩擦力、增大斜面的倾斜程度。【详解】A、拉力做的有用功: W 有用 =Gh=9N1m=9J,故 A 正确,不符合题意;B、拉力 F 对物体做的总功: W 总 =Fs=5N 3m=15J,斜面的机械效率,故 B 正确,不符合题意;C、克服摩擦力所做的额外功:W 额 =W 总-W 有=15J-9J=6J,由 W 额 =fs 得摩擦力,故 C 错误,符合题意 ;D、减小斜面与物体间的摩擦,可以减小额外功,有用功不变,总
32、功减小,有用功与总功的比值变大,可以提高斜面的机械效率,故D 正确,不符合题意。故选 C。【点睛】本题考查斜面的机械效率的计算,明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是解决本题的关键。24 如图所示,甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面,长度分别为4 m 、5 m,高度相同两个工人分别用沿斜面向上的拉力F 甲 、 F 乙把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端,且速度大小相等此过程拉力F 甲 、 F 乙所做的功分别为W 甲 、 W 乙 ,功率分别为 P 甲、 P 乙 ,机械效率分别为甲 、 乙 下列说法正确的是()A F 甲 F 乙 5 4BW 甲 W 乙 5 4C P 甲 P 乙 4 5D 甲 乙 4 5【答案】 A【解析】【详解】AF甲斜面光滑,则不做额外功,所以W 有=W 总 ,即 Gh=Fs,可得:F乙确;