1、2020-2021 年简单机械知识点题型一、简单机械选择题1 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1500JD滑轮组的机械效率为53.3%【答案】 B【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n=2，物体匀速竖直提升 3m ，则绳子自由端移动的距离为：s=nh=23m=6m，故 A 错误此过程中，所做有用功为：W 有 =Gh=800N3m=2400J，故 C 错误所做总功为： W 总
2、 =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 B 正确为答案滑轮组的机械效率故 D 错误考点：滑轮组的机械效率有用功额外功2 如图所示，用滑轮组在 4s 内将重为 140N 的物体匀速提升 2m ，若动滑轮重 10N，石计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中，下列说法正确的是A拉力 F 为 75NB绳子自由端向上移动了4mC滑轮组的机械效率约为93.3%D提升 200N 重物时，滑轮
3、组机械效率不变【答案】 C【解析】【详解】A 由图可知， n=3，不计摩擦及绳重，拉力：F= 1 （ G+G 动） = 1 （ 140N+10N ） =50N ，故 A 错误；33B则绳端移动的距离：s=3h=3 2m=6m ，故 B 错误；C拉力做功：W 总 =Fs=50N 6m=300J ，有用功： W 有用 =Gh=140N 2m=280J，W有用 100%= 280J 100% 93.3%，故 C 正确。滑轮组的机械效率：=W总300JD 提升 200NW有用Gh=G重物时，重物重力增加，据=可知滑轮组机W总Gh G动 hGG动械效率变大，故D 错误。3 用一个定滑轮和一个动滑轮组成的
4、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 W 额 =G 轮 h，据此求动滑轮重；不计摩擦和绳重，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
5、 =，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 =，得： W 总W总W有150J=250J，所以 W 额 =W 总-W 有 =250J-150J=100J；因为不计绳重和摩擦，W 额=G 轮=60%h，因此动滑轮重： G 轮 =
6、 W额 =100J =100N，拉力 F 的大小： F=1 （ G 物+G 轮 ）= 1h1m22（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，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
7、/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）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 =80N6 如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度若G12，所用竖直向上的拉力分别为12，拉力做功的功GF和 F率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为1和2（忽略绳重和摩擦）则下
8、列选项正确的是121212121212A F F ； ； P PBF F； ； P PC F1 F2；1 2；P1 P2D F1 F2； 1 2； P1 P2【答案】 A【解析】【详解】不计绳重及摩擦，因为拉力F 1 （ G+G 轮 ）， n12， n2 3，所以绳子受到的拉力分别n为： F11（ G1轮 ）， F21 （ G2+G轮 ），故 F12CD 错误；+GF；故23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；由 W有用可知，机械效率相同，12W总 ；又因为所用时间相同，由P W 可知，拉力做功
9、的功率P12 P ，故 B 错误， A 正确t故选 A 7 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 W1= W ， =BW1= W ， 212212C W1D W1 W ， 212212【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【
10、详解】（ 1）因为小明分别用甲、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.8 如图所示，动滑轮重为1 NF为5 NG和弹簧秤读数为，拉力，则重物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
11、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，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
12、离 L 时，两边的力臂都减小 L，此时左边为： mA g（ OC L ） =m AgOC mAg 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 C10 如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm ，在B 点竖直悬挂4 个重均为0.5N 的钩码，当在A 点用与水平方向成30角的动力F 拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是A杠杆的动力臂为 8cmB该
13、杠杆为费力杠杆C该杠杆的阻力大小为0.5ND动力 F 的大小为1.5N【答案】 B【解析】【详解】A、当动力在 A 点斜向下拉（与水平方向成1130角）动力臂是：OA= 4 2cm=4cm，故22A 错误；B、阻力臂 OB， 3 2cm=6cm1B 正OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故2确；C、该杠杆的阻力大小为：G=4 0.5N=2N，故 C 错误；D、根据杠杆的平衡条件，F l =F l ， GOB=F OA，代入数据， 2N 8cm=F 4cm，解得，1 12 212F=4N，故 D 错误。11 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
14、距离 F12OB=2OA，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
15、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，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12 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
16、，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，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
17、有关，与做功多少、功率大小无关13 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、
18、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
19、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【答案】 BD先变小后变大【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，物体浸没在水中，工人用200N 的拉力 F 在 10s 内将重为400N 的物体匀速提升 2m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是80%，不计绳重和摩擦，g=10N/ kg，则下列说法中正确的是
20、（）A物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为40WB物体在水中受到的浮力为320N-3 3C物体的体积为 8 10mD物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80%【答案】 C【解析】【详解】A由图知， n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2 2m=4m，拉力端移动的速度：v=s/t =4m/10s=0.4m/s ，拉力的功率：P=Fv=200N 0.4m/s=80W，故 A 错；B滑轮组的机械效率： 有用 / W 总=（G-F 浮 ） h/Fs=（ G-F 浮） h/F2h=G-F 浮/2F=400N- F 浮=W/2 200N=80%，解得： F 浮 =80N，故 B 错
21、；33-3 3，C由 F 浮 =水 V 排 g 得物体的体积： V=V 排 =F 浮/ 水 g=80N/110kg/m 10N/kg=8 10m故 C 正确；D物体露出水面后，没有了浮力，相当于增加了提升物体的重，增大了有用功，不计绳重和摩擦，额外功不变，有用功和总功的比值变大，此滑轮组提升该物体的机械效率将大于 80%，故 D 错。17 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
22、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。18 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
23、；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=0.4 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；19 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绳子自由端移动的距
24、离是2m滑轮组的机械效率是75% A 点受到的拉力为300NAC BD 【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=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。20 农村建房时，常利用如图所示的简易滑
25、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；
26、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。21 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， ABOCD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
27、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E 处、 F 处杠杆水平平衡时，力臂均和钩码挂在D 处的力臂相等【详解】设 AB=BO=OC=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
28、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，所以木板不会平衡，故D 错误；故选 C22 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
29、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 LGOD由此可得：FL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： F
30、1=F2=F3=G。故选： A 。23 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
31、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】本题中有用功应该是克服摩擦力做功，即拉力F 满足 F1 (G轮f地 ) 224 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【解析】【详解】A 不计绳重及摩擦，因为拉
32、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，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 ，
