简单机械培优训练(附解析)

1、【物理】简单机械培优训练 ( 附解析 )一、简单机械选择题1 用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率与物重g 物的关系，改变g 物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出与g 物 关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）a同一滑轮组机械效率 随 g 物 的增大而增大，最终将超过 100% b g 物 不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变c此滑轮组动滑轮的重力为2nd当 g 物=6n 时，机械效率=66.7%【答案】 d【解析】【详解】a 、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式=知：机械效率一定

2、小于1，即同一滑轮组机械效率 随g 物 的增大而增大，但最终不能超过100% ，故a 错误；b、 g 物 不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示，因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：w 额 =g 轮 h，即额外功w 额 相同，又因为w 总 =w 有+w 额 ，所以总功相同，由=可知，两装置的机械效率相同，即1=2故b 错误；c、由图可知，g=12n ，此时 =80%，则=，即 80%=，解得 g 动 =3n ，故c 错误；d、 g 物 =6n 时，机械效率=100%=100%=100%= 100% 66.7%故 d 正确故选 d 2

3、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

4、 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 2

5、m=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 200n 重物时，重物重力增加，据w有用gh=g=可知滑轮组机w总gh g动 hgg动械效率变大，故d 错误。4 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

6、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= 1（g 物+g 轮 ）求拉力大小n【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

7、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 =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 5 如图所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼

8、地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为w1， 机械效率为1；用乙滑轮所做的总功为w22， 机械效率为， 若不计绳重与摩擦，则a w1 = w2c w1 2bw 1 = w2d w1 w21 1 22【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w有100% 即可比较出二者机w总械效率的大小【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；w有根据可知：当有用功一定时，利用机械

9、时做的额外功越少，则总功越少，机械效w总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 w1 w2，1 2 【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6 利用如图所示的滑轮组提起一个重为2000n 的物体，绳子自由端的拉力f=600n。10s内物体被匀速提升2m。不忽略绳重和机械部件间的摩擦，则下列说法中正确的是a动滑轮总重为400nb绳子自由端移动的速度为0.8m/sc拉力 f 做功为 6000jd增加物体被提升的高度可提高该滑轮组的机械效率【答案】 b

10、【解析】【详解】a由图知道，承担物重的绳子是四段，即n=4，若忽略绳重及摩擦，则拉力是：f 1 g g动 ，4由此可得动滑轮的总重是：g动4fg =4600n2000n=400n，由于是不忽略绳重和机械部件间的摩擦，故a 错误；b绳子自由端移动的距离是：s=4h=4 2m=8m ，绳子自由端移动的速度是：s8mv0.8m/s ，t 10s故 b 正确；c拉力做的功是：w 总 =fs=600n 8m=4800j，故 c 错误；d该滑轮组的机械效率是：w有用ghghg=fsf 4h，w总4f即机械效率与高度无关，所以，增加物体被提升的高度不可能提高该滑轮组的机械效率，故 d 错误。7 在生产和生活

11、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，故使用任何机械都不能省功，故b、 c、 d 选项错误；a 选项正确；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）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：

12、，动滑轮重： g轮 =80n9 如图所示，一长为l 的直杆可绕o 点转动，杆下挂一所受重力为g 的物块，刚开始直杆与竖直方向夹角为60o.为了安全下降物块，用一个始终水平向右且作用于直杆中点的拉力 f，使直杆缓慢地转动到竖直位置（可以认为杠杆每一瞬间都处于平衡状态），则下列说法正确的a拉力 f 的大小保持不变衡力1c这个过程中物块重力所做的功为gl2杠杆【答案】 c【解析】【详解】b拉力 f 和物块重力g 是一对平d这个过程中直杆一直都是费力a由图知，杠杆由与竖直方向成 60角逐渐转到竖直位置时，由于拉力始终水平，所以其力臂逐渐变大；物体对杠杆拉力为阻力，转动过程中阻力臂逐渐变小；由杠杆平衡条

13、件可知拉力f 逐渐变小，故a 错误；b拉力 f 和物块重力大小不等、不一条直线上，不作用在一个物体上，所以不是一对平衡力，故 b 错误；c杠杆由与竖直方向成60角时，杠杆右端高度h1 l ，转到竖直位置时杠杆下端高度2降到 l 处，所以物体下降高度vhl1 l 1 l ，所以物体重力做功221wgvhgl ，故 c 正确；2d当杠杆转到竖直位置时，阻力臂为0，杠杆为省力杠杆，故d 错误。10 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

14、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 c11 如图所示，用下列装置提升同一重物，

15、若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是abcd【答案】 c【解析】【详解】1a 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=g；2b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=1g；3d此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2 股，则 f=1g2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12 下列说法中正确的是a机械效率越高，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

16、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，恰好使木块水平放置，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d先增加后减小【答案】a【解析】【详解】以杆为研究对象，杆受重力g

17、 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 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 室内垃圾桶平时桶盖关

18、闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启根据室内垃圾桶的结构示意图可确定：（）a桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆b桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆c桶中有两个杠杆在起作用，用都是省力杠杆d桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆【答案】 d【解析】图中的垃圾桶有两个杠杆，def 为一个杠杆，动力臂大于阻力臂属于省力杠杆；abc 为另一个杠杆，动力臂小于阻力臂属于费力杠杆，故答案选d点睛：本题考查杠杆的分类，难点是如何从生活中的工具中抽象出杠杆，解题方法是判断省力费力杠杆时从动力臂和阻力臂的大小入手15 物理兴趣小组用两个相同滑轮分别组成滑轮组匀速提起质量相同的物

19、体，滑轮的质量比物体的质量小，若不计绳重及摩擦，提升重物的高度一样，对比如图所示甲、乙两滑轮组，下列说法正确的是a甲更省力，甲的机械效率大b乙更省力，乙的机械效率大c乙更省力，甲、乙机械效率一样大d甲更省力，甲、乙机械效率一样大【答案】 d【解析】【分析】（1）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，1f（ gg动）；n（ 2）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【详解】（ 1）不计绳重

20、及摩擦，拉力所以 f 甲f 乙，甲图省力；f1g）（甲=3， n乙=2，ng动 ，由图知， n（2）由题知，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同；根据 w额=g 轮 h、 w有用 =g 物 h，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100% 可知，两滑轮组的机械效率相同w 总故选 d16 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 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】

21、【详解】a 、物重由两段绳子承担，因此，当物体提升1m 时，绳子的自由端应被拉下2m，故a 错误；b、拉力为120n，绳子的自由端应被拉下2m，则拉力做功为：，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。17 如图，用滑轮组将 600n 的重物在 10s 内匀速提升了 2m，动滑轮重为 100n（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是a绳子自由端拉力的功率是70wb滑轮组的机械效率是85.7%c提升重物的过程中所做的

22、额外功是400jd提升的重物变成400n 时，滑轮组的机械效率将变大【答案】 b【解析】【详解】a根据图示可知，n=2，不计绳重和摩擦，拉力：f= 1 （ g+g 轮 ） = 1 （600n+100n ） =350n，22拉力端移动距离：s=2h=2 2m=4m，总功：w 总=fs=350n4m=1400j，拉力的功率：p= w总 = 1400j =140w；t10s故 a 错；b有用功：w 有用 =gh=600n2m=1200j，滑轮组的机械效率：w有1200j= 85.7%，w总1400j故 b 正确；c提升重物的过程中所做的额外功：w 额=w 总 w 有用 =1400j1200j=200

23、j，故 c 错；d当提升重物的重力减小为400n，做的有用功就变小，而额外功几乎不变，有用功和总功的比值变小，故滑轮组的机械效率变小，故d 错；18 下图所示的工具中，属于费力杠杆的是：a钢丝钳b起子c羊角锤d镊子【答案】 d【解析】【详解】动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆，四幅图中只有镊子的动力臂是小于阻力臂的，故应选 d 。19 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

24、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 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

25、,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 , ，故 c 不正确； d. 拉力做功的功率p,由于 w总甲 w总乙、时间甲乙t 也相同 ,所以 p 甲 p 乙，故 d 正确；故选d.【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20 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

26、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g1=g2，则f1 f2，甲的机械效率高b若g1=g2，则f1 f2 ，乙的机械效率高c若g1g2 ，则f1f2，甲、乙的机械效率相同d若g1 g2，则f1 f2，乙的机械效率高【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

27、= g2,若 g1g 2,则 f1f2 ,若 g1g 2，则乙图有用功多，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21 下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ）abcd【答案】 d【解析】【详解】在 a 的斜

28、面中，存在f 14m=g2m，故f1 = g；在b 的滑轮组中，n=3，故f2=g；在c23的定滑轮中，不省力，故f3=g；在d 的杠杆中，存在f44l=gl，故f 4=g；可见所需动4力最小的是d 22 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离是2m滑轮组的机械效率是75% a 点受到的拉力为300nabc d 【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