1、2020-2021 年简单机械练习题一、简单机械选择题1 如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中A甲图省力，机械效率甲图大B甲图省力，机械效率一样大C乙图省力，机械效率乙图大D乙图省力，机械效率一样大【答案】 B【解析】【详解】甲乙F1GG动）n=3 n=2（分析甲、乙两图可知，可、；因绳重和摩擦忽略不计，所以由nW有Gh知，甲图更省力；由=W总 = GhG动 h 可知，甲乙滑轮组的机械效率一样，故选B2 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
2、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 关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（）A做的有用功越多，机械效率一定越高B单位时间内做功越多，机械效率一定越高C省力越多的机械
3、，机械效率一定越高D额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高【答案】 D【解析】【详解】A 、做功多，有用功不一定多，有用功占总功的比例不一定高，所以机械效率不一定高，故 A 错误； B 、有用功占总功的比例与单位时间内做功多少无关，故B 错误； C、省力多的机械的机械效率往往偏低，故C 错误； D 、额外功在总功中所占比例越小，说明有用功在总功中所占的比例越大，机械效率就越高，故D 正确；故选D【点睛】总功有用功 +额外功；有用功和总功的比值叫机械效率；由机械效率的定义可知，机械效率的高低只与有用功在总功中所占的比例有关，与做功多少、功率大小无关4 如图所示，定滑轮重4N0.5N，在拉力
4、F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 ，t1s故 A 错误；B不计绳重和摩擦，则拉力 F1 GG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
5、功率：W总0.45J0.45W ，Pt 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%0.4JW总100% 88.9%，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，物体受到的摩得到擦力： f=3F=360N=180N 。故选
6、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。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
7、 1 F 3.故 D 正确 .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 为了将放置在水平地面上重为100N 的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组装置。当用如
8、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10NB 1s 2s 内，物体在做加速运动C 2s 3s 内，拉力 F 的功率是100WD 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 G-F G-3F 拉
9、+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 ,v33 2.50m/s,拉力 F 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v33 3v 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，承担物重的绳子股数n
10、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动 ）；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 与 h 的关系，利用
11、效率求滑轮组的机械效率9 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 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 D10 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 ,
12、四个力中 F3 的力臂最长，所以根据杆杆平衡条件可知，最省力的是沿 F3 方向故选 C.11 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
13、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；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12 下列说法中正确的是A机械效率越高
14、，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 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，恰好使木块水平放置
15、，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【答案】 AD先增加后减小【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 ，重力的力臂为l G，支持力的力臂为l支，根据杠杆平衡条件可得：F 支 l支 =GlG ，水平力F 由 A 向B 缓慢匀速推动木块，F 支的力臂在减小，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
16、 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。14 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 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
17、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% ，故 D 错误。G G轮 h350N 50N15 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
18、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16 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=2O
19、A，图乙中动滑轮重为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【答案】 C83.3%D乙方式F2 的功率为3W【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
20、，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 皮划艇是我国奥运优势项目之一，如图所示，比赛中运动员一手撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用
21、力划浆下列说法正确的是（）A为省力，可将用力划浆的手靠近支点B为省力，可将用力划浆的手远离支点C为省距离，可将用力划浆的手远离支点D将用力划浆的手靠近支点，既能省力又能省距离【答案】 B【解析】【分析】结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆【详解】运动员一手撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用力划浆根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2 可知，船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆AB为省力，可将用力划浆的手远离支点，故A 错误， B 正确；CD为省距离，可将用力划浆的手靠近支点，但费距离，故CD错误；19 人直接用 F1 的拉力匀
22、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F2，所做的功是W（）2A 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W2=W 有用 +
23、W 额外 ，则W2 W1，故 C 正确、 D 错误。故选 C。20 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
24、可知 W 甲额 W 乙额 ，因为 W 总 W 有+W 额 ,所以 W 总甲 W 总乙 。A. 由图可知 ,n12,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 A 不正确。 B. F 甲 与 F 乙 做的功均为总功 ,由于 W 总甲W 总乙 ,即 F 甲 做的功等于 F 乙 做的功，故 B 不正确； C. 由于 W 甲有 W 乙有 ,W 总甲 W 总乙 ,根据 可知 , 甲 乙，故 t 也相同 ,所以 P 甲 P 乙，故C 不正确； D.D 正确；故选拉力做功的功率 D.P,由于W
25、 总甲 W总乙、时间【点睛】甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，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21 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（ ）G 的物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
26、动时，阻力臂在减小，可得动力随之减小，答案选A。22 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，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=nsA=2 2m=4m，故 A 错误；B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.
27、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 =FAsA=600N 2m=1200J，则滑轮组的机械效率= 100%= 100%=80%，故 D 正确；23 同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为和滑轮的摩擦力不计则（ ）100N的物体，已知滑轮重20N、绳重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】 C【解析】【详解】
28、甲为定滑轮，由定滑轮的使用特点可知：绳重和摩擦力不计，F甲G ，并且可以改变力的方向。乙为动滑轮， F乙1G动）F甲F乙（动=20NG，因此。2G ，由题知， G如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功W 有用 一样大，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由 W有用乙 ，故 C 正确为答可知，定滑轮的机械效率高，所以甲W总案，选项 ABD 错误。24 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
29、【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 W有用100% 可知，总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高，故D 正W总确25 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%【答案】 C【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
