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简单机械培优题

一、简单机械选择题

1．如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖

直向上匀速提升相同高度．若G1 212

=G ，所用竖直向上的拉力分别为F和 F ，拉力做功的功

率分别为 P12

，两装置的机械效率分别为12

和 Pη 和η（忽略绳重和摩擦）．则下列选项正确的是

A． F1＞ F2η1＜η2 P1＜ P2B．F1＞ F2η1=η2 P1=P2

C． F1＜ F2η1＜η2 P1＜P2D． F1＜ F2η1＞η2 P1＞ P2

【答案】 B

【解析】

【详解】

甲滑轮组 n 是 2，乙滑轮组n 是 3，乙更省力．由于两个滑轮组做的有用功相同，额外功相同，它们的机械效率也相同．在相同时间内做的总功相同，它们的功率也相同．故 B 正确．

2．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．

3．用图中装置匀速提升重为100N 的物体，手的拉力为60N，滑轮的机械效率为（）

A．16.7%B． 20%C． 83.3%D． 100%【答案】 C

【解析】

【详解】

由图可知，提升重物时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动，则该滑轮为动滑轮；

∴拉力移动的距离s=2h，

η=====≈83.3%．

4．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．

5．为了将放置在水平地面上重为100N 的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组

装置。当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力 F 拉绳时，物体的速度v 和物体上升

的高度 h 随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下

列计算结果不正确的是

．．．

A．0s～1s 内，地面对物体的支持力大于10N

B． 1s～ 2s 内，物体在做加速运动

C． 2s～ 3s 内，拉力 F 的功率是 100W

D． 2s～ 3s 内，滑轮组的机械效率是 83.33%

【答案】 C

【解析】

【详解】

（1）由图乙可知 ,在 0～1s 内,拉力 F＝ 30N.取动滑轮和重物为研究对象,受到向下的重力 G 和 G 动,向上的支持力 F 支 ,及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态；地面对重物的支

持力 F 支＝ G-F′＝ G-3F 拉 +G 动＝ 100N-3×30N+G 动＝ G 动+10N10N，故 A 正确；（ 2）由图丙可知， 1s～2s 内，物体在做加速运动，故 B 正确；（ 3）由图可知在2～3s 内 ,重物做匀速

运动 ,v3＝ 2.50m/s,拉力 F3＝ 40N ，因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股

数） n＝ 3，所以拉力 F 的作用点下降的速度v′33

＝ 3v ＝ 3×2.50m/s＝ 7.5m/s，拉力做功功率（总功率） :P 总＝ F33

v′＝ 40N×7.5m/s＝ 300W

，故 C 错误；滑轮组的机械效率：η＝×100% ＝×100%＝×100%83.33% ，故 D 正确。故选 C.

【点睛】

由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n＝ 3，则拉力 F 移动的距离s＝ 3h．（ 1）已知滑轮组绳子的段数n 和拉力 F 拉，物体静止，设滑轮组对物体的拉力F′，其关系为F

拉＝（ F′+G动）；地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力G 减去整个滑轮组对物体的拉力F′；（ 2）由 F-t 图象得出在1～ 2s 内的拉力 F，由 h-t 图象得出重物上升的高度，求出拉力 F 的作用点下降的距离，利用W ＝ Fs 求此时拉力做功．（ 3）由 F-t 图象得出在 2～ 3s 内的拉力 F，由 v-t 图象得出重物上升的速度，求出拉力 F 的作用点下降的速度，利用 P＝ Fv 求拉力做功功率，知道拉力 F 和物重 G 大小，以及 S 与 h 的关系，利

用效率求滑轮组的机械效率．

6．如图所示，杠杆处于平衡状态且刻度均匀，各钩码质量相等，如果在杠杆两侧各减少一

个钩码，杠杆会（）

A．左端下沉B．右端下沉

C．杠杆仍然平衡D．无法判断

【答案】 B

【解析】

【详解】

设一个钩码重为G，一格的长度为L，原来： 3G×4L=4G×3L，杠杆平衡；在杠杆两侧挂钩码处各减少一个质量相等的钩码，现在：2G×4L<3G×3L ，所以杠杆不再平衡，杠杆向顺时针方向转动，即右端下沉。故ACD 错误， B 正确。

7．如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是

A．B．

C．D．

【答案】 C

【解析】

【详解】

1

A ．此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F=G；

2

B．此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F=G；

C．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3 股，则 F=

1

G；3

1

D．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由 2 股，则 F= G．

2