【物理】简单机械难题及答案经典1

1、【物理】简单机械难题及答案经典1一、简单机械选择题1.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；r=Gh求出有用功，利用W额=W总、-W有求出额外功，然后利用W额=$计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小；（2）利用PWW=一求拉力做功功率；（3）由刀=求斜面的机械效率.tW【详解】AC.拉力F做的功：亚总=5$

2、=150砧3m=450J;有用功：W有用=Gh=500NX0.6m=300J,额外功：W额=W总一W有用=450J-300J=150J,由W额=fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力：f=也=150J-=50N,故A正确、s3m，一W总450JC错误；B.拉力的功率：P=t6s=75W,故B错；D.斜面的机械效率：刀=W300JM00%66.7%,故D错误.故W450J2.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

3、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:因OA=OB,由几何知识知道，1QC-OA50D=Ofi2故OCOD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:FiXOC5m=4000J,故B错；小勇做的总功为W总=Fs=500NX10m=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W有/W总=4000J/5000J=80%,故D正确；应选D.4.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

4、所做的总功为Wi,机械效率为印；用乙装置所做的总功为W2,机械效率为4.若不计绳重与摩擦，则A.Wi=W2,rji=评B.Wi=W2,印r2C.Wi4D.WiW2,印F2,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；因为乱育用,所以两滑轮组的机械效率相C错误;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,则siW2,故D错误；i6.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

5、为了（B.减少上坡过程中所做的功D.缩短上坡过程中所用的时间A.缩短上坡过程中所走的路程C.减小上坡过程中所施加的力【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，相当于增长了余面的长度，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.F在10s内将重为400N的物体匀速80%,不计绳重和摩擦，17.如图所示，物体浸没在水中，工人用200N的拉力提升2m,物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是g=10N/kg,则下

6、列说法中正确的是（）40W80%A.物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为B.物体在水中受到的浮力为320NC.物体的体积为8X113m3D.物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于【答案】C【解析】【详解】A.由图知，n=2,拉力端移动的距离：s=2h=2X2m=4m拉力端移动的速度：v=s/t=4m/10s=0.4m/s,拉力的功率：P=Fv=200NX0.4m/s=80VV故A错；B.滑轮组的机械效率：刀=Wr用/亚总=（G-F浮）h/Fs=（G-F浮）h/FXh=G-F浮/2F=400N-F浮/2X200N=80%解彳导:F浮=80N,故B错；C.由F浮=。水V排g得

7、物体的体积：V=V排=F4p水g=80N/1x10kg/m3xl0N/kg=8X-31m3,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。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6mB.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

8、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=2x2m=4m故A错误;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=0.4X1500N=600NB错误;C.拉力F做的功W，e=Fs=375NK4m=1500J则拉力Wq15001F的功率pl_=375W,故C错误;D.有用功W钎Fasa=600NX2m=1200J则滑轮组的机械效率Y手X100%黑转W总1500JX100%=80%故D正确;Gi=60N,G2=38N,甲乙两种19 .如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力,情况下绳子在相等

9、拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为（）N6N11C.N22D.分析可知滑轮组承担物重的绳子股数n,不计绳重和摩擦力，拉力F=-（G+G轮），因为n拉力相同，据此列方程求动滑轮的重力。【详解】由图知，承担物重的绳子股数分别为：ni=3,此=2,滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为G轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：Fi=-（Gi+G轮），F2=（G2+G轮），32由题知Fi=F2所以-（Gi+G轮）=1（G2+G轮），即：-（60N+G轮）=-（38N+G3232轮），解答动滑轮的重力：G轮=6N。故选：B。20 .农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人

10、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.该滑轮的机械效率中75%B.滑轮所做的有用功为1200JC.滑轮自身白重力为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=600NX3m=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=555=40036m=2400J,所以动滑轮的机械效率为:得刈。%=2100%=75%,故A正确，B错误；C.不计绳重及摩擦，则拉力为：1,一F（GG动），2那么动滑轮的重为:G动=2F-G=2X40

11、0N-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=2x3m=6m故D错误;故选A。21.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率刀与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出刀与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刀随G物的增大而增大，最终将达到100%B.当G物=12N时，弹簧测力计读数为5NC.此滑轮组动滑轮的重力为4ND.G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改【答案】B【解析】【分析】(1)使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；

12、对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。有用功与总功的比值叫机械效率；(2)不计绳重和摩擦，结合图中信息，根据Wr用W有GhW息W有W额GhGM求得动滑轮的重力，再计算G物=12N时弹簧测力计读数;(3)G物不变，改变图甲中的绕绳方式，分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；克服动滑轮做的额外功相同，由此分析机械效率的变化情况。【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做额外功，所以总功一定大于有用功；机械效率一定小于1,即同一滑轮组机械效率刀随G物的增大而增大，但最终不能达到和超过100%,故A错误；BC、由图可知，G=12N,

13、此时Y=80%不计绳重和摩擦,Wfe用WGhG，12N即：12NG动WWWGhG动hGG动80%,解得动滑轮的重力：G动=3N,故C错误;1/_.、1,G物=12N时，弹簧测力计读数：F(G物G动)一(12N3N)5N,故B正确;33D、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，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，总功相同，则两装置的机械效率相同。故D错误。故选：B。22.如图所示，在斜面上将一个重9N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为5N,斜面长3m,高1m。则下列说法中不正确的是：A.该过程中做的有用功为9JB.这个斜面的机

14、械效率为60%C.物体所受到白摩擦力是5ND.减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率【答案】C【解析】【分析】(1)根据公式W=Gh求拉力做的有用功；(2)根据W=Fs求拉力F对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比;(3)克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功，利用W额=fs求摩擦力；(4)提高斜面的机械效率的方法：减小摩擦力、增大斜面的倾斜程度。【详解】A、拉力做的有用功：W有用=Gh=9圜1m=9J,故A正确，不符合题意；亚有刃炉=WTcT=60懵iB、拉力F对物体做的总功：W总=Fs=5NX3m=15J斜面的机械效率总故B正确，不符合题意；由W额=fs得摩擦力C、克服

15、摩擦力所彳的额外功：W额=W总-W有=15J-9J=6J,故C错误，符合题意；D、减小斜面与物体间的摩擦，可以减小额外功，有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值变大，可以提高斜面的机械效率，故D正确，不符合题意。故选Co【点睛】本题考查斜面的机械效率的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是解决本题的关键。23.如图所示，轻质杠杆可绕O（。是杠杆的中点）转动，现在B端挂一重为G的物体,在A端竖直向下施加一个作用力F,使其在如图所示的位置平衡，则C.F一定小于GD.以上说法都不正确【答案】B【解析】【详解】由题意知，O是杠杆的中点，所以G的力臂与F的力臂相等；则由杠杆的平衡条件知：F一定等于G。故ACD错误，B正确。24 .如图所示，一直杆可绕。点转动，杠杆下端挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中直杆A.始终是省力杠杆11B.始终是费力杠杆C.先是省力的，后是费力的D.先是费力的，后是省力的【答案】C【解析】【详解】由图可知动力Fi的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在L2VLi之前杠杆是省力杠杆，在L