1、1第十二章简单机械单元检测一、单选题1. 关于杠杆，下列说法正确的是（ ）A. 杠杆必须是一根直棒B. 杠杆一定有支点C. 当力的作用线通过支点时，力臂最大D. 动力臂就是支点到动力作用点的距离2. 如图所示，一轻质杠杆 OA 在力 FA、 FB的作用下保持水平平衡，O 为杠杆的支点，则下列关系式中正确的是（ ）A. FAOA=FBOB B. FAOA FBOBC. FAOB=FBOB D. FAOA FBOB3. 如果分别用不同方向的三个力作用于杠杆的 A 点，都能使如图所示的杠杆平衡，那么最小的力是（ ）A. F1 B. F2 C. F3 D. 无法确定4. 下列生活中的杠杆，属于费力杠杆
2、的是（ ）A. 筷子 B. 瓶起子C. 羊角锤 D. 独轮车5. 两个物体 A 和 B，质量分别为 M 和 m，用跨过定滑轮的轻绳相连 A 静止于水平地面上，如图所示，不计摩擦力，物体 A 对绳的拉力的大小与地面对物体 A 的支持力的大小分别是（ ）A. （ M-m） g， Mg B. mg， MgC. mg，（ M-m） g D. （ M-m） g，（ M+m） g6. 如图所示，使用定滑轮匀速提升物体所用的拉力分别是 F1、 F2、 F3，则下面说法中正确的是（ ）A. F1最小 B. F2最小 C. F3最小 D. 三个力一样大7. 如图所示， G=200N，滑轮重 G=40 N，要使物
3、体能匀速上升 2m，则下列说法正确的是（不计摩擦及绳重）（ ）A. F=440N，并向上移动 4mB. F=440N，并向上移动 1mC. F=240N，并向上移动 4mD. F=240N，并向上移动 1m28. 下列各图中利用了动滑轮的是（ ）A. B. C. D. 9. 如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（ ）A. 甲更省力，甲机械效率大B. 乙更省力，机械效率一样大C. 乙更省力，乙机械效率大D. 甲更省力，机械效率一样大10. 关于功、功率、机械效率说法正确的是（ ）A. 功率越大，做功
4、越快，机械效率越大B. 做功越少，功率越小，机械效率越小C. 功率越大，反映做功越快，与机械效率无关D. 机械效率越大，表明它做的功越多二、多选题11. 小军做“探究杠杆平衡条件”实验时，水平实验台上有满足实验要求的器材：弹簧测力计 1 个，所受重力为 1N 的钩码若干，带支架的杠杆 1 个。杠杆上相邻刻度间距离均为 0.05m，刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔，可用来挂钩码或弹簧测力计。小华将杠杆调节水平平衡后，在杠杆上的 A 点刻线下方小孔中悬挂 3 个钩码，如图所示。下列操作正确的是（ ）A. 在杠杆上的 B 点刻线下方小孔中悬挂 2 个钩码，可使杠杆在水平位置平衡B. 将弹簧测力计的
5、挂钩挂在 B 点刻线上方小孔中竖直向上拉，可使杠杆在水平位置平衡C. 将弹簧测力计的挂钩挂在 C 点刻线上方小孔中竖直向上拉，可使杠杆在水平位置平衡D. 每次杠杆水平位置平衡时，从杠杆上直接读出力臂12. 如图所示，用相同的滑轮分别组成甲、乙两个滑轮组，分别把重力为G1、 G2的重物匀速提升相同的高度 h=2m若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）A. 若 G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率B. 若 G1=240N，甲的机械效率为 80%，则 F1做的功是 600JC. 若 G1=G2，两滑轮组的机械效率相同D. 若 G1 G2，两滑轮组的机械效率相同13. 如图所示，把重为 G 的物
6、体沿高为 h，长为 l 的粗糙斜面以速度 v 由底端匀速拉到顶端的过程中，拉力 F 做的功为 W，则下列选项正确的是（ ）A. 拉力大小为B. 物体所受摩擦力大小为3C. 拉力功率的大小为D. 斜面的机械效率为14. 如图所示，用三个相同的滑轮分别拉同一物体沿水平方向做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、 F2、 F3，物体重力为 G，物体与地面间摩擦力为 Ff（不计滑轮、绳重及摩擦）下列说法正确的是（ ）A. F1=Ff B. F2= C. F2 F1 F3 D. F2 F1 F315. 小明用一个滑轮组匀速提升重物，他将该滑轮组改进后，重新用改进后的滑轮组将这个重物匀速提升同样的高度，该滑
7、轮组的机械效率提高了则改进后的滑轮组（ ）A. 有用功没变 B. 总功没变 C. 额外功减少 D. 总功减少三、填空题16. 分别用三个大小相同的力 F1、 F2、 F3把油桶推上台阶（如图所示），其中比较容易把油桶推上去的力是_，可见力的作用效果与力的_有关17. 某市实行的“绿色早餐工程”采用了如图所示的推车供应早餐餐点均匀摆放在餐车内当售货员将推车前轮推到路沿 A 时，售货员向下按扶把，这时推车可以视为杠杆，支点是_ （选填“前轮”或“后轮”）；当后轮遇到路沿时，售货员向上提扶把，这时推车可以视为_ 杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）18. 某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜
8、木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台如图所示，已知窗台高 3m，木板长 5m，瓷砖重 500N，沿斜面所用拉力 400N，则斜面的机械效率是_ ，瓷砖受到的摩擦力为_ N19. 小明用如图所示的滑轮组将重为 600N 的物体匀速提升了一段距离，此过程中滑轮组机械效率为 80%，不考虑绳重及摩擦，则绳端的拉力是_ N，动滑轮的重力是_ N20. 小明同学在郊游时分别用如上右图所示的（ a）、（ b）两种方法挑着同一个物体行走，小明 2 次握棒的手到肩的距离相同，如果将这根挑物体的硬棒当作杠杆；问：（1）它的支点在_ （选填：手握的位置，与肩接触的位置或与重物接触的位置）；（2） a、 b 两种情
9、况物体的重力_ （选填：变大、变小或不变）；4（3）图中 a、 b 两种情况下小明手上的作用力_ （选填：“（ a）较大”、“（ a）较小”或“相同”）四、实验探究题21. 在“探究哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用如图 A 所示装置测得了四组数据，如表所示 试验次数 钩码重 G/N 钩码上升的高度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm1 3 2 1.2 62 3 5 1.2 153 3 8 1.2 264 3 10 1.2 30（1）前三次实验中，第_ 次实验数据明显出现错误，应当剔除（2）第四次实验中，有用功是_ J，滑轮组的机械效率为_ （3）该小组设计这
10、四次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与_ 的关系（4）小红在以上实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图 B 所示小红多使用一个滑轮，目的是为了_ ；当两位同学使用各自的滑轮组提升同一重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率_ （填“相同”或“不相同”），理由是：_ 五、作图题22. 利用钓鱼竿钓鱼的示意图如图所示， O 为支点， F1是手对鱼竿的作用力，请画出： F1的力臂及阻力 F2的示意图23. 将汽车拉出泥潭，画出用力最小的绕法六、计算题24. 小李用如图所示的滑轮组把 90kg 的物体提升 3m，作用在绳子自由端的拉力是 400N，不考虑绳重及摩擦（取 g=10N/kg）求：（
11、1）把物体直接提升所做的有用功为多少？（2）拉力所做的总功为多少？5（3）滑轮组的机械效率？（4）动滑轮的重力25. 一台起重机把质量为 4.5t 的重物匀速提升了 4m，起重机做的有用功是多少？如果起重机的机械效率为 45%，起重机所做的额外功是多少？26. 体重 800N 的人，双脚与地面的接触面积 400cm2，用如图甲所示的滑轮组提升物体 M，已知被提升的物体 M 重力为 900N，人如在绳子自由端的拉力 F 将物体 M 以 0.4m/s 的速度匀速提升到 8m 的高度，拉力做的功 W 随时间 t 的变化图象如图乙所示，不计钢丝绳的重、摩擦力大小求：（1）滑轮组提升重物所做的有用功；（
12、2）拉力做的总功；（3）滑轮组提升重物的机械效率（4）提升物体时，人对地面的压强6答案和解析【答案】1. B 2. D 3. B 4. A 5. C 6. D 7. B8. D 9. B 10. C 11. ACD 12. BC 13. BC 14. AD15. ACD16. F1；方向 17. 后轮；省力 18. 75%；100 19. 250；150 20. 与肩接触的位置；不变；（ a）较小 21. 3；0.3；83.3%；物体上升高度；改变绳子自由端力的方向；相同；忽略绳重及摩擦，将同一重物提升相同高度时做的有用功和总功都相同 22. 解：过支点 O 作 F1作用线的垂线段（即动力臂
13、L1）拉力的作用点在鱼线与鱼竿的接触点上，方向竖直向下，过拉力作用点作竖直向下的拉力 F2；如图所示：23. 解：只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过右边的定滑轮，再绕过动滑轮如图所示：24. 解：（1）把物体直接提升所做的有用功：W 有 =Gh=mgh=90kg10N/kg3m=2700J；（2）由图可知， n=3，则绳端移动的距离：s=nh=33m=9m，拉力所做的总功：W 总 =Fs=400N9m=3600J；（3）滑轮组的机械效率：= 100%= 100%=75%；（4）由 F= （ G+G 动 ）可得，动滑轮的重力：G 动 =nF-G=nF-mg=340
14、0N-90kg10N/kg=300N答：（1）把物体直接提升所做的有用功为 2700J；（2）拉力所做的总功为 3600J；（3）滑轮组的机械效率为 75%；（4）动滑轮的重力为 300N 25. 解：起重机做的有用功：W 有 =Gh=mgh=4.5103kg10N/kg4m=1.8105J，因为 = 100%，7所以， W 总 = = =4105J；W 额外 =W 总 -W 有 =4105J-1.8105J=2.2105J答：起重机做的有用功是 1.8105J；若起重机的机械效率是 45%，起重机所做的额外功是2.2105J 26. 解：（1）有用功： W 有 =Gh=900N8m=7200
15、J；（2）由 v= 得，物体上升时间：t= = =20s，据图乙可知，此时拉力做的总功是 8000J；（3）滑轮组的机械效率：= 100%= 100%=90%；（4）由图甲可知， n=2，所以绳子自由端移动的距离： s=28m=16m；根据 W 总 =Fs 可得，拉力：F= = =500N；提升重物时，人对地面的压力：F 压 =G 人 -F=800N-500N=300N，人对地面的压强： p= = =7500Pa答：（1）滑轮组提升重物所做的有用功是 7200J；（2）拉力做的总功为 8000J （3）滑轮组提升重物的机械效率是 90%；（4）提升物体时，人对地面的压强是 7500Pa 【解析
16、】1. 解：A、杠杆可以是直棒，也可以是弯曲的，但杠杆一定是硬棒，故 A 错误；B、杠杆一定有支点，故 B 正确；C、当力的作用线通过支点时，力臂为零，故 C 错误；D、动力臂就是支点到动力作用线的距离，故 D 错误故选 B杠杆是能在力的作用下绕着固定点转动的硬棒杠杆的五要素：动力，阻力，动力臂，阻力臂和支点力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，即它是点到线的距离而不是点到点的距离此题考查了对杠杆概念及五要素的理解和掌握，都是基础性问题2. 解：过 O 点作 FA作用线的垂线段，即 FA的力臂；如图所示：8因为 FB的方向与 OA 垂直，所以 FB对应的力臂为 OB；显然
17、FA的方向与 OA 不垂直；从图中可知， FA的力臂为 OC，并且 OC 小于 OA，故 FAOC=FBOB；因为 OA 大于 OC，因此 FAOA FBOB，故 D 正确故选： D根据图中信息找出作用在杠杆上力对应的力臂，然后根据由杠杆的平衡条件找出等价关系式，然后根据选项中的关系式和列出的关系式比较即可得出正确选项本题考查杠杆平衡条件的应用，重点是能从图示中找出作用力对应的力臂3. 解：在 A 点施力 F，当 F 的方向与杠杆垂直时动力臂最大，此时最省力，即 F2最小故选 B此题是求杠杆最小力的问题，已知点 A 是动力作用点，那么只需找出最长动力臂即可，可根据这个思路进行求解此题主要考查了
18、学生对杠杆平衡条件的应用，要使动力最小，则力臂应最长，找到动力作用点 A 到支点O 的最长动力臂是解决问题的关键4. 解：A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；B、瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；C、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；D、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆故选 A结合图片和生活经验，先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此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，
19、既不省距离也不省力5. 解：以 B 为研究对象，绳子的拉力 F=mg再以 A 为研究对象，得到 F+FN=Mg，得到 FN=Mg-F=Mg-mg=（ M-m） g故选 C由物体 B 静止，求出绳子的拉力以 A 为研究对象，根据平衡条件求出地面对 A 的作用力的大小本题采用的是隔离法当物体处于平衡状态时，采用隔离都可以求解当几个物体都处于平衡状态时，也可以采用整体法6. 解：因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物 G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即 F1、 F2、 F3都等于物体的重力故 A、 B、 C 错误故选 D要解答本题需掌握：定滑轮实质上是一等臂
20、杠杆，只改变力的方向，而不省力本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握，是一道基础题7. 解：这是动滑轮的一种特殊使用方法，实质可看做杠杆的变形，支点为 O， OA 相当于动力臂， OB 相当于阻力臂。它的特点是费 1 倍的力却省一半的距离，如图所示。所以，施加的力 F=2G=2200N+40N=440N，9拉力作用点移动的距离 S= h= 2m=1m。故选： B。此题是动滑轮的一种特殊使用方法，正常使用时是将物体挂在轮轴上，拉绳子的一端。而特殊使用方法恰好相反，拉轴将物体挂在绳子的末端。动滑轮的特殊使用方法，不仅不省力而且费 1 倍的力，用 2 倍的力，但能够省一半的距离。此题考查的是动
21、滑轮的特殊使用方法。我们只要用我们学到的有关于动滑轮的知识就可以很好的解答此题。8. 解： A、 B、 C 中滑轮是固定不动的，是定滑轮， D 中的滑轮与物体一起运动，是动滑轮故选 D根据动滑轮会随物体一起运动，定滑轮不随物体运动分析本题考查定滑轮和动滑轮的特点，关键是分清滑轮与物体的运动情况9. 解：不计绳重及摩擦，拉力 F= （ G 物 +G 轮 ）， n 甲 =2， n 乙 =3，绳子受的拉力：F 甲 = （ G 物 +G 轮 ）， F 乙 = （ G 物 +G 轮 ），F 甲 F 乙 ，乙图省力；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，利
22、用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，由 = 100%，可知，滑轮组的机械效率相同故选 B由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数 n，则绳子自由端移动的距离 s=nh；把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系本题考查了使用滑轮组时 n 的确定方法，有用功、额外功、总功的计算方法，不计摩擦和绳重时拉力的求法；本题关键在于确定额外功相等10. 解：功率是单位时间内做的功的多少，是表示做功快慢的物理量，功率大小与做功多少和
23、时间有关；机械效率是有用功与总功的比值A、功率大，说明做功快，但不能说明机械效率越大，故 A 错误；B、功率大小与做功多少和时间无关，做功少，功率不一定小，机械效率不一定小，故 B 错误；C、功率越大，反映做功越快，与机械效率无关，故 C 正确；D、机械效率越大，说明有用功与总功的比值大，做功不一定多，故 D 错误；故选： C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，是表示做功快慢的物理量；机10械效率是有用功与总功的比值本题考查了功、功率、机械效率的关系功率由功和时间共同决定，机械效率由有用功和总功共同决定11. 解：A、 B 点刻线下方小孔中悬挂钩码数，根据杠杆的平衡条
24、件，3 N20.05m=n1N30.05m，解得： n=2，故 A 正确；B、将弹簧测力计的挂钩挂在 B 点刻线上方小孔中竖直向上拉，拉力产生的力的效果是逆时针转动与 A 点刻线下方小孔中悬挂 3 个钩码的力的效果相同，杠杆不会平衡，向逆时针转动，故 B 错误；C、将弹簧测力计的挂钩挂在 C 点刻线上方小孔中竖直向上拉，拉力产生的力的效果是顺时针转动与 A 点刻线下方小孔中悬挂 3 个钩码的力的效果相反，杠杆会平衡，故 C 正确；D、杠杆水平位置平衡时，可以从杠杆上直接读出力臂，故 D 正确。故选： ACD。根据杠杆的平衡条件可以判断杠杆的平衡；杠杆水平位置平衡时，从杠杆上直接读出力臂的大小。
25、杠杆处于静止或匀速转动状态时，我们就说杠杆平衡。为了从杠杆上读出力臂，应使杠杆水平平衡。12. 解：AC、若不计绳重及摩擦，则额外功的来源是克服动滑轮自重做的功，即 W 额外 =G 动滑轮 h，有用功： W 有用 =G 物 h，总功： W 总 =W 额外 +W 有用 =G 动滑轮 h+G 物 h，则机械效率：= = = -，由题意，滑轮相同，把重力为 G1、 G2的重物匀速提升相同的高度， G1=G2，由式可知，甲的机械效率等于乙的机械效率，故 A 选项错误， C 选项正确；B、若 G1=240N，则有用功： W 有 1=Gh1=240N2m=480J，此时甲的机械效率为 80%，根据 = ，
26、则 F1做的功即总功：W 总 1= = =600J，故 B 选项正确；D、将式分子分母同除以 G 物 可得：= = -，由可知，在动滑轮自重相同时，滑轮组的机械效率随物体重的增加而增大，因 G1 G2，甲图中滑轮组机械效率高于乙图中的机械效率，故 D 选项错误。故选： BC。AC、若不计绳重及摩擦，则额外功的来源是克服动滑轮自重做的功，分别写出有用功和额外功的表达式，从而得出总功，根据 = 结合题中条件讨论机械效率的大小；B、根据 W 有 =Gh 求出有用功，根据 = 的变形公式求总功；D、根据 AC 中机械效率的表达式由数学知识分析讨论，当物重增加时机械效率的变化。本题考查有用功、额外功的、机械效率的计算及影响效率大小的因素，体现了与数学知识的整合，有难度。13. 解：A、拉力做的功为总功，即 W 总 =W=Fl，所以拉力 F= ；有用功为 W 有用 =Gh，因为在斜面上拉动物体要克服摩擦力做功，
