简单机械培优题(word)

简单机械培优题（word）

一、简单机械选择题

1．在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为

40N，斜面长2m、高1m.（g取10N/kg）.下列说法正确的是（）

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

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】

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；

B. 所做的有用功：W有用＝Gh＝mgh＝5kg×10N/kg×1m＝50J，故B错误；

C. 拉力F对物体

做的总功：W总＝Fs＝40N×2m＝80J；斜面的机械效率为：η＝W

W

有用

总

×100%＝

50J

80J

×100%

＝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＝

s

W

额＝

30J

2m

＝15N，故D错误．故选C.

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

功；（3）求出了有用功和总功，可利用公式η＝W

W

有用

总

计算出机械效率；（4）总功减去

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．

2．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．

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OC＜OD

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。

4．如图所示，定滑轮重4N，动滑轮重0.5N，在拉力F的作用下，1s内将重为4N的物体A沿竖直方向匀速提高了10cm．如果不计绳重和摩擦．则以下计算结果正确的是

A ．绳子自由端移动速度为0.3m/s

B ．拉力F 的大小为4N

C ．拉力F 的功率为0.45W

D ．滑轮组的机械效率为75% 【答案】C 【解析】 【详解】

由图知道，承担物重的绳子的有效股数是：n =2， A ．绳端移动的距离是： s =2h =2×0.1m=0.2m ， 绳子自由端移动的速度是：

0.2m 0.2m/s 1s s v t =

== ， 故A 错误； B ．不计绳重和摩擦，则拉力()()11

=4N 0.5N 2.25N 2

F G G n =+?+=动， 故B 错误；

C ．拉力做的总功：W 总 =Fs =2.25N×0.2m=0.45J ，拉力F 的功率：

0.45J

0.45W 1s W P t =

==总 ， 故C 正确； D ．拉力做的有用功W 有 =Gh =4N×0.1m=0.4J ，滑轮组的机械效率是： 0.4J

100%100%0.45J

W W η=

?=?有总≈88.9%， 故D 错误。

5．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＜η2 C ．W 1＞W 2 , 1η＜2η D ．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 1η2.故选C.

6．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F 1、F 2、F 3，下列关系中正确的是

A ．F 1＞F 2＞F 3

B ．F 1＜F 2＜F 3

C ．F 2＞F 1＞F 3

D ．F 2＜F 1＜F 3 【答案】D 【解析】 【详解】

第一个图中滑轮为定滑轮，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F 1=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F 2=

12

f ； 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F 3=2f ；

由此可得F 2< F 1< F 3. 故D 正确.

7．工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N 的货物从图示位置向上缓慢提升

0.5m 。F 1、F 2始终沿竖直方向；图甲中OB ＝2OA ，图乙中动滑轮重为60N ，重物上升速度为0.01m/s 。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是

A ．甲乙两种方式都省一半的力

B ．甲方式F 1由150N 逐渐变大

C ．乙方式的有用功是180J

D ．乙方式F 2的功率为3.6W 【答案】D 【解析】 【分析】

（1）根据杠杆的特点和动滑轮的特点分析甲乙两种方式的省力情况； （2）根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式F 1的变化； （3）根据W 有用=Gh 可求乙方式的有用功； （4）根据公式P=Fv 求出乙方式F 2的功率。 【详解】

A 、甲图，F 1为动力，已知OB=2OA ，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F 1=150N ；由图乙可知，n=3，不计绳重和摩擦，则211

()(30060)12033

F G G N N N =

+=?+=动，故A 错误； B 、甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F 1为150N 不变，故B 错误； C 、不计绳重和摩擦，乙方式的有用功为：W 有用=Gh=300N×0.5m150J ，故C 错误； D 、乙方式中F 2=120N ，绳子的自由端的速度为v 绳=0.01m/s×3=0.03m/s ，则乙方式F 2的功率为：221200.03/ 3.6F s W P F v N m s W t t

====?=绳绳，故D 正确。 故选D 。

8．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．

9．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．

10．某商店有一不等臂天平（砝码准确），一顾客要买2kg白糖，营业员先在左盘放一包白糖右盘加1Kg砝码，待天平平衡后；接着又在右盘放一包白糖左盘加1kg砝码，待天平平衡后．然后把两包白糖交给顾客．则两包白糖的总质量

A．等于2Kg B．小于2Kg C．大于2Kg D．无法知道

【答案】C

【解析】

解答：由于天平的两臂不相等，故可设天平左臂长为a，右臂长为b（不妨设a＞b），先称得的白糖的实际质量为m1，后称得的白糖的实际质量为m2

由杠杆的平衡原理：bm1=a×1，am2=b×1，解得m1=，m2=

则m1m2=因为（m1+m2）2=因为a≠b，所以（m1+m2）-2＞0，即m1+m2＞2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．

11．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（）

A．功率大的机械，做功一定多

B．做功多的机械，效率一定高

C．做功快的机械，功率一定大

D ．效率高的机械，功率一定大 【答案】C 【解析】

试题分析：根据功、功率、机械效率的关系分析．功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值．

解：A 、说法错误，功率大，只能说明做功快；

B 、说法错误，由于机械效率是有用功与总功的比值，故做功多，不一定机械效率就大；

C 、说法正确；

D 、说法错误，机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大． 故选C ．

12．如图所示，用一滑轮组在5s 内将一重为200N 的物体向上匀速提起2m ，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。则

A ．物体上升的速度是2.5m/s

B ．拉力F 大小为400N

C ．拉力F 的功率为40W

D ．拉力F 的功率为80W

【答案】D 【解析】 【详解】 A ．由s

v t

=

得体的速度： 2m 0.4m 5s

h v t =

== 故A 项不符合题意；

B ．图可知，绳子段数为2n =，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，则拉力：

11

200N 100N 22

F G ==?=

故B 项不符合题意； CD ．绳子自由端移动的速度：

220.4m s 0.8m s v v ==?=绳物

拉力F 的功率：

100N 0.8m s 80W W Fs P Fv t t

=

===?= 故C 项不符合题意，D 项符合题意。

13．如图为工人用力撬起石头的情景，小亮在图中画出了四个作用于硬棒上的力，其中能正确表示工人左手施力且最省力的是（）

A．F1B．F2C．F3D．F4

【答案】C

【解析】

解答：因为由图可知,四个力中F3的力臂最长，所以根据杆杆平衡条件可知，最省力的是沿F3方向．故选C.

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．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（）

A．重力做的功是有用功

B．拉力F1做的功是额外功

C．绳子自由端的拉力F做的功是总功

D．该滑轮的机械效率可能等于100%

【答案】C

【解析】A、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功为有用功，故A错；

B、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功，即拉力F1做的功为有用功，克服绳与动滑轮之间的摩擦、克服动滑轮和绳重而做的功为额外功，故B 错；

C、绳子自由端的拉力F做的功包括有用功、额外功，为总功，故C正确；

D、在拉动物体的过程中要克服绳与动滑轮之间的摩擦、要克服动滑轮和绳重而做一定的额外功，使得有用功小于总功，该滑轮的机械效率总小于100%，故D错．

故选C．

16．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中

A．甲图省力，机械效率甲图大

B．甲图省力，机械效率一样大

C．乙图省力，机械效率乙图大

D．乙图省力，机械效率一样大

【答案】B

【解析】

【详解】

分析甲、乙两图可知，n甲=3、n乙=2；因绳重和摩擦忽略不计，所以由

1

F G

n

G

=+

动

（）可

知，甲图更省力；由η=W

W

有

总

=

Gh

Gh G h

+

动

可知，甲乙滑轮组的机械效率一样，故选B．

17．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．

18．如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是

A．杠杆的动力臂为8cm B．该杠杆为费力杠杆

C．该杠杆的阻力大小为0.5N D．动力F的大小为1.5N

【答案】B

【解析】

【详解】

A、当动力在A点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂是：1

2

OA=

1

2

×4×2cm=4cm，故

A错误；

B、阻力臂OB，3×2cm=6cm＞1

2

OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正

确；

C、该杠杆的阻力大小为：G=4×0.5N=2N，故C错误；

D、根据杠杆的平衡条件，F1l1=F2l2，G×OB=F×1

2

OA，代入数据，2N×8cm=F×4cm，解得，

F=4N，故D错误。

19．人直接用F1的拉力匀速提升重物，所做的功是W1；若人使用某机械匀速提升该重物到同一高度则人的拉力为F2，所做的功是W2（）

A．F1一定大于F2B．F1一定小于F2

C．W2一定大于W1D．只有F2大于F1，W2才大于W1

【答案】C

【解析】

【详解】

AB．直接用F1的力匀速提升重物，则

F1=G，

使用滑轮匀速提升该重物，由于滑轮种类不清楚，F2与G的大小关系不能判断，则无法比较F1与F2的大小．故A、B均错误；

CD．直接用F1的力匀速提升重物，所做的功是：

W1=W有用=Gh；

使用滑轮匀速提升该重物到同一高度，即

W有用=Gh；

但由于至少要克服摩擦力做额外功，故

W2=W有用+W额外，

则

W2＞W1，

故C正确、D错误。

故选C。

20．如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为

A．50J B．25J C．100J D．200J

【答案】B

【解析】

【详解】

如图所示，是动滑轮的特殊用法，拉力是A与地面摩擦力的2倍，

故；

物体A在水平方向上匀速移动5m，

则拉力移动的距离：，

拉力F做的功：．

故选B．

21．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．

22．下图为“测滑轮组机械效率”的实验．在弹簧测力计拉力作用下，重6N 的物体2s 内匀速上升0.1m ，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）．下列说法错误的是（ ）

A ．弹簧测力计的拉力是2.4N

B ．物体上升的速度为0.05m/s

C ．弹簧测力计拉力的功率为0.12W

D ．滑轮组的机械效率约83.3％ 【答案】C 【解析】

分析：由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n ，拉力端移动的距离

，利用

求拉力做的总功，再利用

求功率；已知物体的重力和上升高度，利用

求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

解答：由图可知，弹簧测力计的拉力是2.4N ，故A 正确；物体2s 内匀速上升0.1m ，物体上升的速度为

，故B 正确；n=3，拉力端端移动距离

，拉力做的总功为：

；拉力的功

率为：，故C 错误；拉力做的有用功为：；滑轮组机械效率为：

。故D 正确；

故答案为C

【点睛】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，根据题图确定n 的大小（直接从动滑轮上引出的绳子股数）是本题的突破口，灵活选用公式计算是关键。

23．如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m 1、m 2的货物，当他的肩处于O 点时，扁担水平平衡，已知l 1＞l 2，扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向O 点移近相同的距离△l ，则

A ．扁担仍能水平平衡

B ．扁担右端向下倾斜

C ．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2-m 1）

21

l

l l -V D ．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2-m 1）2l

l l

-V V

【答案】D 【解析】 【详解】

AB ．原来平衡时，m 1gl 1=m 2gl 2， 由图知，l 1＞l 2，所以m 1＜m 2，

设移动相同的距离?l ，则左边：m 1g （l 1?△l ）=m 1gl 1?m 1g △l ， 右边：m 2g （l 2?△l ）=m 2gl 2?m 2g △l ， 因为m 1＜m 2，所以m 1△lg ＜m 2△lg ，

则m 1（l 1?△l ）g ＞m 2（l 2?△l ）g ，则杠杆的左端向下倾斜，故AB 错误； CD ．因为m 1（l 1?△l ）g ＞m 2（l 2?△l ）g ，故往右边加入货物后杠杆平衡， 即：m 1（l 1?△l ）g =（m 2+m ）（l 2?△l ） g ， 且m 1gl 1=m 2gl 2，

得m =（m 2?m 1）2l

l l

-V V ，故C 错误，D 正确。

24．如图所示，一直杆可绕O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B．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F1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L2＜L1之前杠杆是省力杠杆，在L2＞L1之后，杠杆变为费力杠杆．

25．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）

A．120N

B．80N

C．60N

D．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：，∴动滑轮重：G轮=80N．