简单机械练习题(含答案)

简单机械练习题 （含答案 ）一、简单机械选择题1．如图甲所示，长 1.6m 、粗细均匀的金属杆可以绕 O 点在竖直平面内自由转动，一拉力 ﹣﹣位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力 F 与 作用点到 O 点距离 x 的变化关系如图乙所示．据图可知金属杆重（ ）答案】 B 【解析】【分析】 杠杆的平衡条件【详解】 使金属杆转动的力是金属杆的重力，金属杆重心在中心上，所以阻力臂为：L 1=0.8m ，取当拉力 F=20N ，由图象可知此时阻力臂：L 2=0.4m ，根据杠杆的平衡条件有：GL 1=FL 2所以G ×0.8m=20N ×0.4mG=10N2．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 C ．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；A ． 5NB ．10NC ．20ND ．40N解得：（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 ．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；1不计摩擦和绳重，根据F= （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=150N×1m=150J，W有W有150J由η= ，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：G 轮=W额=100J=100N ，拉力F的大小：h 1mF=1G 物+G 轮）250150N+100N ）= N ；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=，得：W 总W有 150 J 有=16500%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11 h ，因此动滑轮重： G 轮= = =100N ，拉力 F 的大小： F= （G物+G 轮）=h 1m 2 2 （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．为探究杠杆平衡条件，老师演示时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究（如图 ），这样做的目的是（ ）从支点到力的作用线的距离叫力臂，在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的， 力臂在杠杆上可以直接读出，当用弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会 发生变化，相应变短，由杠杆的平衡条件知道，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡， 所以这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识，故C 正确．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．故选 B ．6．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 置所做的总功为 W 1，机械效率为 η1；用乙装置所做的总功为 W 2 ，机械效率为 η2 ．若不计 绳重与摩擦，则W 额100 JA ．便于直接读出拉力的大小C ．便于正确理解力臂【答案】 C 【解析】 【分析】B ．便于同学们观察实验．便于测量力臂的大小A．W1 = W2，η1 =η2 B．W1 = W2，η1 <η2C．W1 < W2，η1 >η2 D．W1 > W2，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、乙两滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加上W有用额外功，可以比较出两种情况的总功大小．然后利用η = 有用即可比较出二者机械效率W总的大小．【详解】（1）因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；（2）当有用功一定时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少，机械效率就越高；（3）又因为乙是动滑轮,乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功,利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。

即W1小于W2, η1大于η2.故选 C.7．如图所示，动滑轮重为 1 N，拉力F为 5 N，则重物G和弹簧秤读数为A．G 为 4 N，弹簧秤读数为 5 NB．G为9 N，弹簧秤读数为10 NC．G为10 N，弹簧秤读数为 5 ND．G为9 N，弹簧秤读数为 5 N 【答案】D【解析】此时弹簧秤与拉力 F 共同承担重物和滑轮的重力，因拉力 F 为 5N ，所以弹簧秤读数也为5N ；，所以 G=9N ，故选项 D 正确；故选 D ．5kg 的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为 .下列说法正确的是（ ）C．此斜面的机械效率为 62.5% D ．物体受到的摩擦力大小为 10N【答案】 C 解析】50J×100%＝×100%80J＝62.5%，故 C 正确； D. 克服摩擦力所做的额外功： W 额＝W 总-W 有＝ 80J-50J ＝30J ，由 W额＝fs 可得 ,物体受到的摩擦力： f ＝ W 额＝ 30J ＝15N ，故 D 错误．故选 C.s 2m点睛：（ 1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（ 2）已知物体的重 力和提升的高度（斜面高），根据公式 W ＝Gh 可求重力做功，即提升物体所做的有用W 有用功；（ 3）求出了有用功和总功，可利用公式 η＝ 计算出机械效率；（ 4）总功减去W 总有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据 W 额＝ fs 求出物体所受斜面的摩擦力．9．下列简单机械中既可以省力，同时又可以改变力的方向的是 A ．定滑轮B ．动滑轮C ．斜面D ．滑轮组【答案】 D 【解析】 【分析】不同机械的优缺点都不一样：动滑轮省力，但不能改变力的方向；定滑轮可以改变方向， 但不能省力；斜面只能改变力的大小；滑轮组既可以改变力的大小也可以改变力的方向．B. 所做的有用W 有用＝Gh ＝mgh ＝5kg ×10N/kg ×1m ＝50J ，故 B 错误； C. 拉力 F 对物体8．在斜面上将一个质量为A ．物体沿斜面匀速上升时，拉力大小等于摩擦力B ．做的有用功是 5J A. 沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故 A 错误； 做的总功： W 总＝Fs ＝40N ×2m ＝ 80J ；斜面的机械效率为：η＝W有用W 总【详解】A、定滑轮只能改变力的方向，不能省力，不符合题意；B、动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，不符合题意；C、斜面可以省力，不能改变力的方向，不符合题意；D、滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向，符合题意；故选 D ．10．下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是A．机械效率越大，做的有用功一定越多B．功率越大，做功越快C．有力作用在物体上，力一定对物体做了功D．功率小，机械效率也一定低【答案】B【解析】【详解】A．因为机械效率是有用功与总功的比值，所以机械效率越大，做的有用功不一定越多，故 A 错误；B．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故 B 正确；C．有力作用在物体上，物体力的方向上没有移动距离，力不做功，故 C 错误；D．机械效率是有用功与总功的比值，与功率的大小无关，故 D 错误．11．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，F 1（G G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（1）不计绳重及摩擦，拉力F （G G动），由图知，n 甲=3，n 乙=2，n所以F甲＜F 乙，甲图省力；（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，W有用由有用100% 可知，两滑轮组的机械效率相同．W总故选D．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，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：W 有 Gh 400N 2m 800J ，A 选项正确。