简单机械培优题（word）一、简单机械选择题1．如图所示，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】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F也逐渐减小．2．小勇体重600N，利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m．已知物体A重为800N，小勇作用在绳端的拉力大小为500N，在此过程中，下列说法正确的是A．水平地面对小勇的支持力做功为6000JB．小勇做的有用功为3000JC．小勇拉力的功率为250WD．此滑轮组的机械效率为80%【答案】D【解析】水平地面对小勇的支持力与小勇运动的方向是垂直的，支持力不做功，故A错；小勇做的有用功就是克服物体的重力做的功W有=Gh=800N×5m=4000J，故B错；小勇做的总功为W 总=Fs=500N×10m=5000J，拉力的功率为P=W总/t=5000J/10s=500W，故C错；滑轮组的机械效率为η=W有/W总=4000J/5000J=80%，故D正确；应选D．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150J B．总功一定是250JC．动滑轮重一定是100N D．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=150N×1m=150J，由η=WW有总，得：W总=Wη有=15060%J=250J，因此，W额=W总-W有=250J-150J=100J；因为不计绳重和摩擦，W额=G轮h，所以动滑轮重：G轮=Wh额=1001Jm=100N，拉力F的大小：F=13（G物+G轮）=13（150N+100N）=2503N；对右图滑轮组，承担物重的绳子股数n=2，对物体做的有用功：W有=Gh=150N×1m=150J，由η=WW有总，得：W总=Wη有=15060%J=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h，因此动滑轮重：G轮=Wh额=1001Jm=100N，拉力F的大小：F=12（G物+G轮）=12（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，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W 1， 机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W 2， 机械效率为η2， 若不计绳重与摩擦，则A ．W 1 = W 2 η1 = η2B ．W 1 = W 2 η1 < η2C ．W 1 < W 2 η1 > η2D ．W 1 > W 2 η1 < η2【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、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加上额外功，可以比较出两种情况的总功大小．然后利用100%W W 有总η=⨯即可比较出二者机械效率的大小． 【详解】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 W η=有总可知：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1212W W ηη＜，＞． 【点睛】本题考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点，比较简单，主要是学生明确哪些是有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小．5．山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈“S”形，目的是 A ．加快上山时的速度 B ．省力C ．减小对物体的做功D ．工作中养成的生活习惯 【答案】B 【解析】斜面也是一种简单机械，使用斜面的好处是可以省力．挑物体上山，其实就是斜面的应用，走S 形的路线，增加了斜面的长，而斜面越长，越省力，所以是为了省力．6．在生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是A．可以省力或省距离，但不能省功B．可以省力，同时也可以省功C．可以省距离，同时也可以省功D．只有在费力情况时才能省功【答案】A【解析】【详解】使用机械可以省力、省距离或改变力的方向，但都不能省功，故A选项正确；使用任何机械都不能省功，故B、C、D选项错误；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C．8．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）B．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=80N．9．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A．0s～1s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0∼1s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+G动＝100N−3×30N+G动＝G动+10N10N，故A正确；（2）由图丙可知，1s～2s内，物体在做加速运动，故B正确；（3）由图可知在2∼3s内,重物做匀速运动,v3＝2.50m/s,拉力F3＝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v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功功率（总功率）:P总＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W，故C错误；滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×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 ＝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，利用效率求滑轮组的机械效率．10．如图所示，手用F 1的力将物体B 匀速提升h ，F 1做功为300J ；若借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度，F 2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F 2做的功有一部分属于额外功D ．F 2做功的功率比F 1做功的功率大 【答案】D 【解析】 【详解】A ．根据题意知道，用F 1的力将物体B 匀速提升h ，F 1做的是有用功，即W 有=300J ，借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度，F 2做的是总功，即W 总=500J ，由100%W W η=⨯有用总知道，滑轮组的机械效率是： 300J100%=100%=60%500JW W η=⨯⨯有用总, 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F 2多做一些功，即额外功，故C 不符合题意； D ．由WP t=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．11．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：m A gOC=m B gOD ，由图示可知，OC ＞OD ．所以m A ＜m B ，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：m A g （OC ﹣△L ）=m A gOC ﹣m A g △L ，右边为：m B g （OD ﹣△L ）=m B gOD ﹣m B g △L ，由于m A ＜m B ，所以m A g △L ＜m B g △L ； 所以：m A gOC ﹣m A g △L ＞m B gOD ﹣m B g △L ． 因此杠杆将向悬挂A 物体的一端即左端倾斜． 故选C ．12．如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，AOB 为一可绕固定点O 转动的轻质杠杆，已知:1:2OA OB =，A 端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg ． 当铝球一半体积浸在水中，在B 端施加3.5N 的竖直向下的拉力F 时，杠杆恰好在水平位置平衡．（332.710/kg m ρ=⨯铝，10/g N kg = ）下列结果正确的是A ．该铝球空心部分的体积为33110m -⨯B ．该铝球的体积为33310m -⨯C ．该铝球受到的浮力为20ND ．该铝球受到的浮力为40N 【答案】C 【解析】 【分析】根据密度的公式得到铝球实心部分的体积，根据杠杆的平衡条件得到A 端的拉力，铝球在水中受到的浮力等于重力减去A 端的拉力，根据阿基米德原理求出排开水的体积，从而得出球的体积，球的体积减去实心部分的体积得到空心部分的体积． 【详解】铝球实心部分的体积：33332.71102.710/mkg V m kg mρ-===⨯⨯实， 由杠杆平衡的条件可得：F A ×OA=F B ×OB ，23.571A B OB F F N N OA ==⨯=， 铝球受到的浮力： 2.710/720F G F mg F kg N kg N N =-=-=⨯-=浮， 铝球排开水的体积：333320210110/10/F NV m g kg m N kgρ-===⨯⨯⨯浮排水， 铝球的体积：333322210410V V m m --==⨯⨯=⨯球排，则空心部分的体积：433333410110310V V V m m m ---=-=⨯-⨯=⨯空球实． 【点睛】本题考查杠杆和浮力的题目，解决本题的关键知道杠杆的平衡条件和阿基米德原理的公式．13．如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是A ．B ．C．D．【答案】C【解析】【详解】A．此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F=12 G；B．此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F=G；C．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3股，则F=13 G；D．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F=12 G．由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C，C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、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,使用动滑轮能省一半力．所以F2=12f；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F3=2f；故F2<F1<F3；答案为D．15．如图所示的装置,重100 N的物体A在水平面做匀速直线运动,作用在绳自由端的拉力F是20 N,则下列判断正确的是（不计滑轮重和滑轮间摩擦）A．作用在物体A上水平拉力是100 NB．作用在物体A上水平拉力是20 NC．物体A受到的滑动摩擦力是80 ND．物体A受到的滑动摩擦力是40 N【答案】D【解析】【详解】AB．根据二力平衡的条件进行分析,因为有两条绳子作用在动滑轮上,所以作用在物体A上的水平拉力F=2×20 N=40 N;故AB错误；CD．因为物体匀速运动,所以摩擦力等于作用在A上的水平拉力,大小为40 N，故C错误，D正确。