【物理】简单机械专题复习经典

1、【物理】简单机械专题复习经典一、简单机械选择题1.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绳纤自由端移动的距离是2m骨轮组的机械效率是75%A点受到的拉力为300NA.B.C.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：懒2sw22m=4m；故错误；拉力做的功：W 息Fs绳30N4m=120J;故正确；3.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=$物=45NX2m=90J,滑轮组的机械效率：W100%-90J-10

2、0%=75%故正确；W120J4.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。2.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。转动的轻质杠杆，已知OA:OB1:2,A 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一33衡.(铝2.710kg/m,g10N/kg)下列结果正确的是A.该铝球空心部分的体积为1103m3B.该铝球的体积为3103m3C.该铝球受到的浮力为20ND.该铝球受到

3、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】-m2.7kgV实332.7103kg/m3OB2由杠杆平衡的条件可得：FAOA=FBOB,FAFB3.5N7N,OA1铝球受到的浮力：F浮GFmgF2.7kg10N/kg7N20N,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3.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

4、,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铝球实心部分的体积:铝球排开水的体积:铝球的体积：V球则空心部分的体积:、/F20NV排33水g1103kg/m310N/kg2V排22103m34103m3,_43_332103m3,3103m3.【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)=1X(140N+10N)=50N,故A错误；33B.则绳端移动的距离：s=3h=3x2m=6m,故B错误；C.拉力做功：W总=

5、Fs=50NX6m=300J,有用功：W有用=Gh=140NX2m=280J,滑轮组的机械效率：=W2X100%=”史*100%93.3%,故C正确。W息300JW1用GhGD.提升200N重物时，重物重力增加，据=TT-=TT=一丁可知滑轮组机W息GhG动hGG动械效率变大，故D错误。4.在生产和生活中经常使用各种机械，使用机械时A.功率越大，做功越快B.做功越多，机械效率越高G做功越快，机械效率越高D.可以省力、省距离，也可以省功【答案】A【解析】【分析】(1)功率是表示做功快慢的物理量，即功率越大，做功越快；(2)机械效率是表示有用功所占总功的百分比；即效率越高，有用功所占的比例就越大；

6、(3)功率和效率是无必然联系的；(4)使用任何机械都不省功.【详解】A.功率是表示做功快慢的物理量，故做功越快功率一定越大，故A正确；B.机械效率是表示有用功所占总功的百分比，故做功多，而不知道是额外功还是有用功，所以无法判断机械效率，故B错误；C.由于功率和效率没有直接关系，所以功越快，机械效率不一定越高，故C错误;D.使用任何机械都不省功，故D错误.故选A.5 .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,F1F2F3B.FIF2VF3C. F2FlF3D. F2VF1VF3【答案】D【解析】【详解】第一个图中滑轮为定滑轮，

7、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Fi=f；第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮可省一半的力，所以根据二力平衡，此时拉力F2=1f；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=2f；由此可得F2FIb）,先称得的白糖的实际质量为mi,后称得的白糖的实际质量为m2ab由杠杆的平衡原理：bmi=aM,am2=bM,解得mi=,m2a-Elab口-b2+ +- -+-2=-+-2=00则mi+m2=”因为（mi+m2）2=1因为a、所以（m1+m2）-20,即mi+m22这样可知称出的白糖质量大于2kg.故选C.点睛：此题要根据天平

8、的有关知识来解答，即在此题中天平的臂长不等，这是此题的关键.7 .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B.不变A.变小C.逐渐增大【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?1支=G?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1G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

9、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.8 .将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m,高0.4m,斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）.则下列说法正确的是A.沿斜面向上的拉力0.3NB.有用功0.36J,机械效率20%C.有用功1.8J,机械效率20%D.总功2.16J,机械效率83.3%【答案】D【解析】试题分析：由题意知：物重G=4.5N,高h=0.4m,斜面长L=1.2m,受到的摩擦力f=0.3N,则所做的有用功W*Gh=4.5NX0.4m

10、=1.8J所做的额外功W额=fL=0.3NX1.2m=0.36J故总功为W总=W；f+W额=1.8J+0.36J=2.16J机械效率Y=Wr/W总=1.8J216J=83.3%.故选项D是正确的.【考点定位】功、机械效率的相关计算.9 .甲乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物Gi、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（）A.若Gi=G2,拉力做的额外功相同B.若Gi=G2,拉力做的总功相同C.若Gi=Q,甲的机械效率大于乙的机械效率D.用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变【答案】C【解析】【详解】D.先减小后增大有用功为GH,若G

11、iG2则有用功相等.对动滑轮做的功为额外功W额G动H,乙的动滑轮质量大额外功多，因此乙的总功多，机械效率低.答案AB错，C对.同一个滑轮组提起不同的重物，有用功不同，额外功相同，机械效率不同，提升重物越重机械效率越高.D错.10.如图所示，斜面长3m,高0.6m,建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）.则下列说法正确的是A.斜面上的摩擦力是50NB.拉力的功率是50WC.拉力所做的功是300JD,斜面的机械效率是80%【答案】A【解析】【分析】（1）利用W=Fs计算该过程拉力F做的功；利用W；t=Gh求出有用功，利用W额=W 总

12、、-W有求出额外功，然后利用W额=$计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小；（2）利用PW.、,W=一求拉力做功功率；（3）由刀=求斜面的机械效率.tW【详解】AC.拉力F做的功：川总=5$=15。砧3m=450J；有用功：W有用=Gh=500NX0.6m=300J,额外功：W额=亚总-W有用=450J-300J=150J,由W额=$可得， 物体在斜面上受到的摩擦力：f=W女=150J=50N,故A正确、C错误；B.拉力的功率：P=W=450J-s3mt6s-W300J=75W,故B错；D.斜面的机械效率：r=TTT=T7TTM00%66.7%,故D错误.故W、450J选A.11.如图所示，用完全相

13、同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为口和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）.下列说法正确的是（）A.拉力Fi小于拉力F2B.甲、乙两滑轮组的机械效率相同C.甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械D.甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等【答案】B【解析】同，故B正确；使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故因为绳子自由端移动的距离s=nh,ni=2,n2=3,提升物体的高度h相同，所以si=2h,S2=3h,贝Usw2,故D错误；12.轻质杠杆AB可绕中点。自由转动，现在其A端和B端分别施以大小相等的力Fi和F2,它们的方

14、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，。为杠杆的支点，分别从。点向两力的作用线作垂线交两力的作用线于点C、D,则力Fi和F2的力臂分别为OC、OD,如下图所示：AOBAOB不计绳重及摩擦，因为拉力F（G物+G动），ni=2,n2=3,所以绳端的拉力:L L1 1. .F1=2(G物+G动），F2=（G物+G动），所以FIF2,故A错误;因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同,W额=G动h,W有用二G物h,所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；因为,所以两

15、滑轮组的机械效率相C错误;因OA=OB,由几何知识知道,故OCvOD又因为Fi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:FiXOCvF2XOD,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。13.同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计.则（）甲乙IA.手的拉力：5甲5乙；机械效率：刀甲 V刀乙B.手的拉力：F甲=F乙；机械效率：刀甲二刀乙C.手的拉力：F甲F乙;机械效率：刀甲刀乙D.手的拉力：F甲 vF乙；机械效率：刀甲 V刀乙【答案】C【解析】【详解】甲为定滑轮，由定滑轮的使用特点可知：绳重和摩擦力不计，

16、F甲G,并且可以改变力的方向。1,乙为动滑轮，F乙一（G动G）,由题知，G动=20NvG,因此F甲F乙。2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WT用轮做的总功多，由4可知，定滑轮的机械效率高，所以甲乙，故C正确为答案，选项ABD错误。14.质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼.已知工人在imin内将货物匀速提高6m,作用在钢绳的拉力为400N,滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示（机械中摩擦和绳重均不计）.下列说法正确的是拉力的功率：Pt(2)由图乙可

17、知，物重7200J7200J120W,故A错；60sG=300N寸，滑轮组的机械效率根据W有Gh=W总FsGhG口可得：拉力FF3h3FY=60%300N360%500N3167N,甲zA.作用在钢绳上的拉力的功率为400WB.动滑轮的重力为200NC.人对绳子的最大拉力为1000ND.该滑轮组的最大机械效率为83.3%【答案】B【解析】【分析】(1)由图可知，n=3,则绳端移动的距离snh,利用WFs求拉力做的功，再利用WP求拉力的功率；t(2)由图乙可知，物重W_Gh_Gh_W、-FsF3h1,、一一,一一F1(GG动)，据此求动滑轮重力；3(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子

18、的最大拉力等于工人的重力;1(4)利用F1(GG动)求提升的最大物重，滑轮组的最大机械效率3W有G最大hG最大大.WfeG最大G动hG最大G动【详解】(1)由图可知，n=3,则绳端移动的距离：snh36m18m,G=300N寸，滑轮组的机械效率刀=60%利用G求拉力；因机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力3F拉力做的功：W总Fs400N18m7200J,一，一一=、，1因机械中摩擦力及绳重忽略不计，则F-GG动，3500所以，G 动nFG3N200N300N,故B正确;3(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：F大G人mg60kg10N/kg600N，故C错；,1，一(4)由F

19、GG动可得，提升的最大物重：3G大nF大G动3600N200N1600N,机械中摩擦和绳重均不计，则滑轮组的最大机械效率：15.在探究杠杆平衡条件实验中，杠杆在力F作用下水平平衡，如图所示，现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F与其力臂的乘积变化情况是()A.一直变小B.一直变大C.一直不变D.先变小后变大【答案】C【解析】【详解】将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，钩码的重力不变，其力臂OA不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；由于杠杆始终保持水平平衡，所以根据杠杆的平衡条件FJ1F2l2可知，拉力F与其力臂的乘积也是不变的.【点睛】重点是杠杆平衡条件

20、的应用，要理解当力与杠杆垂直时，力臂是最长的，倾斜后力臂会变短，正是由于杠杆保持平衡，所以力臂减小的同时，拉力要增大.W有G最大hG最大大W总G最大G动hG最大G动错.故选B.1600N100%88.9%,故D1600N200N16.如图所示，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度，与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程A.额外功较小B.额外功较大C.总功较小D.总功较大【答案】D【解析】解：AB.由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额=G动h可知，提升A和B所

21、做额外功相同，故AB错误；WWCD.不计绳重和摩擦的影响，滑轮组的机械效率”,额外功相同，提W总WW升A的过程滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，其总功较大，故C错误，D正确.答案为D.点睛：本题考查对有用功、额外功和总功以及机械效率的认识和理解，注意同一滑轮组提升物体高度相同时额外功是相同的.17.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，下列说法正确的是甲乙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【答案】B【解析】【详解】由图可

22、知，作用在乙上绳子的股数是3,更省力些；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，只克服动滑轮重做额外功，若每个滑轮质量相同，则提升相同高度时，甲乙所做的有用功和额外功均相同，故机械效率一样大.故本题正确选项是B.18 .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、RC、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).下列做法能使木板仍在水平位置平衡的是Q Q0*A.在B、D

23、两处各加挂一个钩码19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FI1I=F212,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=海个钩码的重力为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3GxL,右侧力与力臂的积为2Gx2L,因3GxLw2Gx2L,所以木板不会平衡，故A错误；B.在B处加

24、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3GxL,右侧力与力臂的积为3Gx2L,因3GxLw3Gx2L,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2Gx2L,右侧力与力臂的积为GXL,因2Gx2LGXL,所以木板不会平衡，故D错误；故选C.19 .如图所示的是工人在平台上通过滑轮组向上拉起重物G的情景.已知重物G所受的重力为700N,当他沿水平方向用400N的力拉重物G时，重物G恰好做匀速直线运

25、动.不计绳重及摩擦，下列说法正确的是A.该滑轮组的动滑轮所受的重力为100NB.若工人拉动绳子的速度为0.5m/s,则4s后，绳子的拉力所做的功为1400JC.当工人用等大的力使绳子以不同速度匀速运动，且绳端运动相同的距离时，工人所做的功大小不同D.若将重物G换为质量更大的物体，则在不改变其他条件的情况下，工人将更省力【答案】A【解析】，一一，一一一1/、A不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，F（G物G动），2滑轮组的动滑轮所受的重力：G动=2F-G物=2X400N-700N=100N,故A正确；B绳子移动的距离，s=vt=0.5m/sX4s=2m绳子的拉力所做的功：V=Fs=400NX2m

26、=800J故B错误；C工人所做的功，等于绳子的拉力与绳子移动距离的乘积，与绳子的不同速度无关，大小W=Fs,工人所做的功相同，故C错误；，一一，一一，一1/、，一，一D不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，F（G物G动），当重物G换为质量更2大的物体时，F将变大，更费力，故D错误.故选A.20 .用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m,已知动滑轮重30N,不计绳重与摩擦，则A.利用滑轮组所做的有用功是450JB.绳子自由端移动的速度是0.9m/sC.拉力的功率是99WD.滑轮组的机械效率是80%【答案】C【解析】利用滑轮组所做的有用功：W*Gh=300NX3m=900J,故A

27、错误；拉力做的功：W总=（G+G动)h=(300N+30N)X3m=990J拉力的功率：P=W/t=990W10s=99W,故C正确；滑轮组的机械效率： 刀二贴/W总X100%=900J/990JX100险90.9%故口错误； 由图可知，n=2,则绳端移动的距离：s=nh=2X3m=6m,绳子自由端移动的速度：v=s/t=6m/10s=0.6m/s,故B错误，故选Co21.如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同速度同时匀速向支点移动，则杠杆B.不能平衡，大球那端下沉C.不能平衡，小球那端下沉D.无法判断【答案】C【解析】【详解】开始时两球平衡，即力矩相等

28、；当运动时，两球速度相同，则在相同时间内移动的距离相同，大球的力矩减少的快，则大球力矩会小于小球力矩，杠杆向小球那端下沉.22 .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()(3(3JLJLA.杠杆仍能平衡B.杠杆不能平衡，左端下沉C.杠杆不能平衡，右端下沉D.无法判断【答案】C【解析】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,c-c-0 0D D根据杠杆的平衡条件可得：mAgOC=mBgOD,由图知OCvOD.所以mAmB,当向支点移动相同的距离L时，两边的力臂都减小L,此时左边的力矩为：mAg(OC-AL)=mAgOC-mAgAL,右边的力矩为：mBg(OD-AL)=mBgOD-mBgAL,由于mAmB,