简单机械考点+例题-全面解析

简单机械考点+例题-全面解析一、简单机械选择题1．工人师傅用如图所示的滑轮组，将重为800N 的重物缓慢匀速竖直提升3m ，人对绳的拉力F 为500N ，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则（ ）A ．绳子自由端移动的距离为9mB ．动滑轮的重力为200NC ．人通过滑轮组做的有用功为1500JD ．滑轮组的机械效率为53.3%【答案】B【解析】 试题分析：由图可知，滑轮组中由2段绳子承担物体和动滑轮的总重，即n=2，物体匀速竖直提升3m ，则绳子自由端移动的距离为：s=nh=2×3m=6m ，故A 错误．此过程中，所做有用功为：W 有=Gh=800N×3m=2400J ，故C 错误．所做总功为：W 总=Fs=500N×6m=3000J ；额外功为：W 额=W 总-W 有=3000J-2400J=600J ，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则额外功为克服动滑轮重力做的功，即W 额=G 动h ，动滑轮的重力G 动=W 额/h=600J/3m=200N ，故B 正确为答案．滑轮组的机械效率故D 错误．考点：滑轮组的机械效率 有用功 额外功2．如图，小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从1楼地面缓慢地提到2楼地面，用甲滑轮所做的功为W 1，机械效率为1η；用乙滑轮所做的总功率为W 2，机械效率为2η，若不计绳重与摩擦，则（ ）A ．W 1＜W 2，η1＞η2 B. W 1=W 2，η1＜η2C ．W 1＞W 2 , 1η＜2ηD ．W 1=W 2 , 1η=2η【答案】A【解析】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η ＝W W 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W 1<W 2,η1>η2.故选C.3．下列几种方法中，可以提高机械效率的是A ．有用功一定，增大额外功B ．额外功一定，增大有用功C ．有用功一定，增大总功D ．总功一定，增大额外功【答案】B【解析】【详解】A ．机械效率是有用功和总功的比值，总功等于有用功和额外功之和，所以有用功一定，增大额外功时，总功增大，因此有用功与总功的比值减小，故A 不符合题意；B ．额外功不变，增大有用功，总功变大，因此有用功与总功的比值将增大，故B 符合题意；C ．有用功不变，总功增大，则有用功与总功的比值减小，故C 不符合题意；D ．因为总功等于有用功和额外功之和，所以总功一定，增大额外功，有用功将减小，则有用功与总功的比值减小，故D 不符合题意．4．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．故选B ．5．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【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： ()14F G G =+动 ， 由此可得动滑轮的总重是：4=4600N 2000N=400N G F G =-⨯-动 ，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：8m 0.8m/s 10ss v t === ， 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：=44W Gh Gh G W Fs F h Fη===有用总 ， 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。

6．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度．则（）A．乙升降机提升重物做的有用功较多B．甲升降机的电动机做的额外功较多C．甲升降机的电动机做的总功较少D．乙升降机的电动机做的总功较少【答案】C【解析】【详解】A．提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等，故A错误；BCD．既然甲机械效率高，则说明甲做的额外功少，总功也就少，故BD错误，C正确．7．下列杠杆中属于费力杠杆的是A． B． C．D．【答案】C【解析】【详解】A、剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误．C、如图的镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C正确；D、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误；故选B．【点睛】重点是杠杆的分类，即动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂时，为费力杠杆，但省力杠杆费距离，费力杠杆省距离。

8．如图所示的装置中,物体A重100N,物体B重10N,在物体B的作用下,物体A在水平面，上做匀速直线运动，如果在物体A上加一个水平向左的拉力F,拉力的功率为30W，使物体B匀速上升3m所用的时间为（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重）A．1s B．2s C．3 s D．4s【答案】B【解析】分析：（1）物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。

（2）拉动A向左运动，A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，可求出拉力。

（3）利用滑轮组距离关系，B移动的距离是A移动距离的3倍，求出A移动的距离，则拉力所做的功为，再利用求出做功时间。

解答：不计滑轮与轴之间的摩擦、不计绳重和滑轮重，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，。

拉动A向左运动时，A受到向右的拉力不变，摩擦力的方向向右，此时受力如图：；，则，因此拉力F做功：，所用时间为。

故选：B。

【点睛】此题注意分析滑轮组的绳子段数，确定所使用的公式，做好受力分析是解题关键。

9．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是A．B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力D．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力【答案】C【解析】【详解】由图可知车厢绕着点C转动,所以点C为支点;当物体放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,因此省力，所以选项ABD都不正确，故答案为 C.10．如图所示，一根木棒在水平动力（拉力）F的作用下以O点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂为L，动力与动力臂的乘积为M，则A．F增大，L增大，M增大B．F增大，L减小，M减小C．F增大，L减小，M增大D．F减小，L增大，M增大【答案】C【解析】【分析】找某一瞬间：画出力臂，分析当转动时动力臂和阻力臂的变化情况，根据杠杆平衡条件求解．【详解】如图，l为动力臂，L为阻力臂,由杠杆的平衡条件得：F l=GL；以O点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，l不断变小，L逐渐增大，G不变；由于杠杆匀速转动，处于动态平衡；在公式 F l=GL 中，G不变，L增大，则GL、F l都增大；又知：l不断变小，而F l 不断增大，所以F逐渐增大，综上可知：动力F增大，动力臂l减小，动力臂和动力的乘积M=F l增大；故选C．【点睛】画力臂：①画力的作用线（用虚线正向或反方向延长）；②从支点作力的作用线的垂线得垂足；③从支点到垂足的距离就是力臂．11．如图所示，工人用250N 的力F 将重为400N 的物体在10s 内匀速提升2m ，则此过程中A ．工人做的有用功为800JB ．工人做的总功为500JC ．滑轮组的机械效率为60%D ．拉力做功的功率为20W【答案】A【解析】【详解】A ．工人做的有用功： 400N 2m 800J Gh W ==⨯=有 ，A 选项正确。

B ．绳子的自由端移动的距离是4m ，工人做的总功：250N 4m 1000J W Fs ==⨯=总 ，B 选项错误。

C ．滑轮组的机械效率： 800J 80%1000J W W ===有总η， C 选项错误。

D ．拉力做功的功率： 1000J 100W t 10sW P ===， D 选项错误。

12．关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（ ）A ．做的有用功越多，机械效率一定越高B ．单位时间内做功越多，机械效率一定越高C ．省力越多的机械，机械效率一定越高D ．额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高【答案】D【解析】【详解】A、做功多，有用功不一定多，有用功占总功的比例不一定高，所以机械效率不一定高，故A错误；B、有用功占总功的比例与单位时间内做功多少无关，故B错误；C、省力多的机械的机械效率往往偏低，故C错误；D、额外功在总功中所占比例越小，说明有用功在总功中所占的比例越大，机械效率就越高，故D正确；故选D．【点睛】①总功＝有用功+额外功；②有用功和总功的比值叫机械效率；③由机械效率的定义可知，机械效率的高低只与有用功在总功中所占的比例有关，与做功多少、功率大小无关．13．如图所示，在水平拉力F的作用下，使重300N的物体在水平桌面上以0.lm/s的速度勻速运动时，物体与桌面的摩擦力为60N（不计绳重、动滑轮重及摩擦），F及其功率的大小分別为（）A．20N 2W B．20N 6W C．60N 2W D．30N 6W【答案】B【解析】【详解】由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为3，则绳端的拉力：F=f/3=60N/3=20N；绳子自由端的速度为：v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s；则拉力F的功率为：P=Fv绳=20N×0.3m/s=6W；故ACD错误，B正确．14．用图3甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计．则A．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙B．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙D．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙【答案】D【解析】【详解】由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力；乙滑轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则手的拉力：F 甲＞F 乙；两幅图中的W 有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式W W η=有总可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小；所以选D ．15．如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F ，将杠杆缓慢地由位置A 拉至位置B ，在这个过程中，力F 的大小将（ ）A ．不变B ．变小C ．变大D ．先变大后变小【答案】C【解析】【详解】 在杠杆缓慢由A 到B 的过程中，力F 始终与杠杆垂直，所以动力臂OA 的长度没有变化，阻力G 的大小没有变化，而阻力臂l 却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：F •OA =G •l ，当OA 、G 不变时，l 越大，那么F 越大；因此拉力F 在这个过程中逐渐变大．C 符合题意，选项ABD 不符合题意．16．下列关于机械效率的说法正确的是（ ）A ．越省力的机械，机械效率越高B ．做功越少的机械，机械效率越低C ．做功越慢的机械，机械效率越低D ．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高【答案】D【解析】【详解】A ．机械效率是有用功与总功的比值，与机械省力与否无关，故A 错误．B ．机械效率越低，有用功占总功的比例越低，不一定就是做的功少，故B 错误．C ．做功越慢的机械，功率越小．功率和机械效率是两个不同的概念，二者没有关系，不能说做功越慢的机械，机械效率越低，故C 错误．D ．由η100%W W 有用总=⨯可知，总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高，故D 正确．17．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①拉力做的功是120J ②绳子自由端移动的距离是2m ③滑轮组的机械效率是75% ④A 点受到的拉力为300NA ．①④B ．②③C ．①③D ．③④【答案】C【解析】【详解】①②．由图可知，n =2，则绳子自由端移动的距离： 222m=4m s s ==⨯绳物；故②错误；拉力做的功：30N 4m=120J W Fs ==⨯绳总；故①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=fs 物=45N ×2m=90J ，滑轮组的机械效率： 90J 100%100%=75%120JW W η=⨯=⨯有总故③正确； ④．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：F A =f =45N ；故④错误；故ABD 错误，C 正确。