【物理】簡(jiǎn)單機(jī)械解題技巧及練習(xí)測(cè)試題一、簡(jiǎn)單機(jī)械選擇題1．下圖是使用簡(jiǎn)單機(jī)械勻速提升同一物體的四種方式（不計(jì)機(jī)械重和摩擦），其中所需動(dòng)力最小的是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】【詳解】在A的斜面中，存在F1×4m=G×2m，故F1=；在B的滑輪組中，n=3，故F2=；在C的定滑輪中，不省力，故F3=G；在D的杠桿中，存在F4×4l=G×l，故F4=；可見所需動(dòng)力最小的是D．2．小勇體重600N，利用如圖所示的滑輪組在10s內(nèi)使物體A勻速上升5m．已知物體A重為800N，小勇作用在繩端的拉力大小為500N，在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是A．水平地面對(duì)小勇的支持力做功為6000JB．小勇做的有用功為3000JC．小勇拉力的功率為250WD．此滑輪組的機(jī)械效率為80%【答案】D【解析】水平地面對(duì)小勇的支持力與小勇運(yùn)動(dòng)的方向是垂直的，支持力不做功，故A錯(cuò)；小勇做的有用功就是克服物體的重力做的功W有=Gh=800N×5m=4000J，故B錯(cuò)；小勇做的總功為W總=Fs=500N×10m=5000J，拉力的功率為P=W總/t=5000J/10s=500W，故C錯(cuò)；滑輪組的機(jī)械效率為η=W有/W總=4000J/5000J=80%，故D正確；應(yīng)選D．3．利用如圖所示的滑輪組提起一個(gè)重為2000N的物體，繩子自由端的拉力F=600N。10s內(nèi)物體被勻速提升2m。不忽略繩重和機(jī)械部件間的摩擦，則下列說(shuō)法中正確的是A．動(dòng)滑輪總重為400NB．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.8m/sC．拉力F做功為6000JD．增加物體被提升的高度可提高該滑輪組的機(jī)械效率【答案】B【解析】【詳解】A．由圖知道，承擔(dān)物重的繩子是四段，即n=4，若忽略繩重及摩擦，則拉力是：，由此可得動(dòng)滑輪的總重是：，由于是不忽略繩重和機(jī)械部件間的摩擦，故A錯(cuò)誤；B．繩子自由端移動(dòng)的距離是：s=4h=4×2m=8m，繩子自由端移動(dòng)的速度是：，故B正確；C．拉力做的功是：W總=Fs=600N×8m=4800J，故C錯(cuò)誤；D．該滑輪組的機(jī)械效率是：，即機(jī)械效率與高度無(wú)關(guān)，所以，增加物體被提升的高度不可能提高該滑輪組的機(jī)械效率，故D錯(cuò)誤。4．下列關(guān)于功率和機(jī)械效率的說(shuō)法中，正確的是（）A．功率大的機(jī)械，做功一定多B．做功多的機(jī)械，效率一定高C．做功快的機(jī)械，功率一定大D．效率高的機(jī)械，功率一定大【答案】C【解析】試題分析：根據(jù)功、功率、機(jī)械效率的關(guān)系分析．功率是單位時(shí)間內(nèi)做的功的多少，機(jī)械效率是有用功與總功的比值．解：A、說(shuō)法錯(cuò)誤，功率大，只能說(shuō)明做功快；B、說(shuō)法錯(cuò)誤，由于機(jī)械效率是有用功與總功的比值，故做功多，不一定機(jī)械效率就大；C、說(shuō)法正確；D、說(shuō)法錯(cuò)誤，機(jī)械效率高，只能說(shuō)明有用功在總功中占的比例大．故選C．5．用如圖所示滑輪組提起重G=320N的物體，整個(gè)裝置靜止時(shí)，作用在繩自由端的拉力F=200N，則動(dòng)滑輪自身重力是（繩重及摩擦不計(jì)）A．120NB．80NC．60ND．無(wú)法計(jì)算【答案】B【解析】【詳解】由圖可知，n=2，由題知，G物=320N，F(xiàn)=200N，∵不考慮繩重和摩擦，，即：，∴動(dòng)滑輪重：G輪=80N．6．如圖所示甲、乙兩套裝置所用滑輪質(zhì)量均相等，用它們分別將所掛重物在相等時(shí)間內(nèi)豎直向上勻速提升相同高度．若G1＝G2，所用豎直向上的拉力分別為F1和F2，拉力做功的功率分別為P1和P2，兩裝置的機(jī)械效率分別為η1和η2（忽略繩重和摩擦）．則下列選項(xiàng)正確的是A．F1＞F2；η1＝η2；P1＝P2 B．F1＞F2；η1＞η2；P1＞P2C．F1＜F2；η1＜η2；P1＜P2 D．F1＜F2；η1＞η2；P1＞P2【答案】A【解析】【詳解】不計(jì)繩重及摩擦，因?yàn)槔＝（G+G輪），n1＝2，n2＝3，所以繩子受到的拉力分別為：F1＝（G1+G輪），F(xiàn)2＝（G2+G輪），故F1＞F2；故CD錯(cuò)誤；因?yàn)閯?dòng)滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，W額＝G輪h，W有用＝G物h，所以利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同；由η＝可知，機(jī)械效率相同，η1＝η2；又因?yàn)樗脮r(shí)間相同，由P＝可知，拉力做功的功率P1＝P2，故B錯(cuò)誤，A正確．故選A．7．如圖所示，手用F1的力將物體B勻速提升h，F(xiàn)1做功為300J；若借助滑輪組用F2的力把物體B勻速提升相同高度，F(xiàn)2做功為500J，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．滑輪組機(jī)械效率為60%B．兩個(gè)過(guò)程物體B均勻速運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能增加C．滑輪組的自重，繩子和滑輪之間的摩擦等因素導(dǎo)致F2做的功有一部分屬于額外功D．F2做功的功率比F1做功的功率大【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)題意知道，用F1的力將物體B勻速提升h，F(xiàn)1做的是有用功，即W有=300J，借助滑輪組用F2的力把物體B勻速提升相同高度，F(xiàn)2做的是總功，即W總=500J，由知道，滑輪組的機(jī)械效率是：,故A不符合題意；B．由于兩個(gè)過(guò)程物體B均做勻速運(yùn)動(dòng)，所以，動(dòng)能不變，但高度增加，重力勢(shì)能增大，而動(dòng)能與勢(shì)能之和是機(jī)械能，所以機(jī)械能增大，故B不符合題意；C．由于需要克服滑輪組的自重及繩子和滑輪之間的摩擦做功，即由此導(dǎo)致F2多做一些功，即額外功，故C不符合題意；D．由知道，功率由所做的功和完成功所需要的時(shí)間決定，根據(jù)題意不知道完成功所用的時(shí)間，故無(wú)法比較功率的大小，故D符合題意．8．如圖用同一滑輪組分別將兩個(gè)不同的物體A和B勻速提升相同的高度，不計(jì)繩重和摩擦的影響，提升A的過(guò)程滑輪組的機(jī)械效率較大，則下列判斷正確的是①A物體比B物體輕②提升A的拉力較大③提升A所做的額外功較少④提升A做的有用功較多A．只有①③ B．只有②④C．只有②③ D．只有①④【答案】B【解析】【詳解】由題知，提起兩物體所用的滑輪組相同，將物體提升相同的高度，不計(jì)繩重和摩擦，克服動(dòng)滑輪重力所做的功是額外功，由W額=G動(dòng)h知，提升A和B所做額外功相同，不計(jì)繩重與摩擦的影響，滑輪組的機(jī)械效率：η==，額外功相同，提升A物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率較大，所以提升A物體所做的有用功較大，由于提升物體高度一樣，所以A物體較重，提升A物體用的拉力較大，故ACD錯(cuò)誤，B正確。9．甲乙兩個(gè)滑輪組如圖所示，其中的每一個(gè)滑輪都相同，用它們分別將重物G1、G2提高相同的高度，不計(jì)滑輪組的摩擦，下列說(shuō)法中正確的是（）A．若G1=G2，拉力做的額外功相同B．若G1=G2，拉力做的總功相同C．若G1=G2，甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率D．用甲乙其中的任何一個(gè)滑輪組提起不同的重物，機(jī)械效率不變【答案】C【解析】【詳解】有用功為GH，若則有用功相等．對(duì)動(dòng)滑輪做的功為額外功，乙的動(dòng)滑輪質(zhì)量大額外功多，因此乙的總功多，機(jī)械效率低．答案AB錯(cuò)，C對(duì)．同一個(gè)滑輪組提起不同的重物，有用功不同，額外功相同，機(jī)械效率不同，提升重物越重機(jī)械效率越高．D錯(cuò)．10．如圖甲所示，是建筑工地上的塔式起重機(jī)示意圖，它是通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)如圖乙所示的滑輪組起吊物料的．如果這個(gè)滑輪組把6×103N的重物在10s內(nèi)勻速提升l0m，繩索自由端的拉力F=2.1×103N，不計(jì)一切摩擦和繩重，則下列說(shuō)法中正確的是A．拉力做的功是2.1×104J B．拉力F的功率是2.1×103WC．該滑輪組的動(dòng)滑輪共重300N D．該滑輪組的機(jī)械效率是80%【答案】C【解析】由圖乙知道，滑輪組繩子的有效股數(shù)是n=3，即繩子自由端移動(dòng)的距離是：s=3h=3×10m=30m，所以拉力做的功是：W總=Fs=2.1×103N×30m=6.3×104J，故A錯(cuò)誤；拉力做功的功率是：P=W總/t=6.3×104N/10s=6.3×103W，故B錯(cuò)誤；若不計(jì)繩重和摩擦，則由F=（G+G動(dòng)）/n可知，動(dòng)滑輪的總重是：G動(dòng)=nF-G=3×2.1×103N-6×103N=300N，故C正確；拉力做的有用功是：W有=Gh=6×103N×10m=6×104J，滑輪組的機(jī)械效率是：η=W有/W總×100%=6×104J/6.3×104J×100%≈95.2%，故D錯(cuò)誤，故選C．11．如圖所示，有一質(zhì)量不計(jì)的長(zhǎng)木板，左端可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在它的右端放一重為G的物塊，并用一豎直向上的力F拉著。當(dāng)物塊向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，木板始終在水平位置保持靜止，在此過(guò)程中，拉力F（）A．變小 B．變大 C．不變 D．先變大后變小【答案】A【解析】【詳解】把長(zhǎng)木板看作杠桿，此杠桿在水平位置平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂可知，當(dāng)動(dòng)力臂不變，阻力大小不變，物塊向左勻速滑動(dòng)時(shí)，阻力臂在減小，可得動(dòng)力隨之減小，答案選A。12．如圖所示，用一滑輪組在5s內(nèi)將一重為200N的物體向上勻速提起2m，不計(jì)動(dòng)滑輪及繩自重，忽略摩擦。則A．物體上升的速度是2.5m/s B．拉力F大小為400NC．拉力F的功率為40W D．拉力F的功率為80W【答案】D【解析】【詳解】A．由得體的速度：故A項(xiàng)不符合題意；B．圖可知，繩子段數(shù)為，不計(jì)動(dòng)滑輪及繩自重，忽略摩擦，則拉力：故B項(xiàng)不符合題意；CD．繩子自由端移動(dòng)的速度：拉力F的功率：故C項(xiàng)不符合題意，D項(xiàng)符合題意。13．同一滑輪用如圖甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，已知滑輪重20N、繩重和滑輪的摩擦力不計(jì)．則（）A．手的拉力：F甲＞F乙；機(jī)械效率：η甲＜η乙B．手的拉力：F甲=F乙；機(jī)械效率：η甲=η乙C．手的拉力：F甲＞F乙；機(jī)械效率：η甲＞η乙D．手的拉力：F甲＜F乙；機(jī)械效率：η甲＜η乙【答案】C【解析】【詳解】甲為定滑輪，由定滑輪的使用特點(diǎn)可知：繩重和摩擦力不計(jì)，，并且可以改變力的方向。乙為動(dòng)滑輪，，由題知，G動(dòng)=20N＜G，因此。如圖所示，用定滑輪和動(dòng)滑輪分別將質(zhì)量相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，不計(jì)繩重與摩擦，則所做的有用功W有用一樣大，由于要克服動(dòng)滑輪重力的作用，所以使用動(dòng)滑輪做的總功多，由可知，定滑輪的機(jī)械效率高，所以，故C正確為答案，選項(xiàng)ABD錯(cuò)誤。14．如圖所示，用三個(gè)滑輪分別拉同一個(gè)物體，沿同一水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所用的拉力分別是F1、F2、F3，比較它們的大小應(yīng)是（）A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3【答案】D【解析】【詳解】設(shè)物塊與地面的摩擦力為f，第一個(gè)圖中滑輪為定滑輪，因?yàn)槭褂枚ɑ啿皇×?，所以F1=f；第二個(gè)圖中滑輪為動(dòng)滑輪，因?yàn)閯?dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的杠桿,使用動(dòng)滑輪能省一半力．所以F2=f；第三個(gè)圖中滑輪為動(dòng)滑輪，但F3處作用在動(dòng)滑輪上，此時(shí)動(dòng)力臂是阻力臂的二分之一，所以要費(fèi)力即F3=2f；故F2<F1<F3；答案為D．15．如圖所示，每個(gè)滑輪的重力相等，不計(jì)繩重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙兩種情況下繩子在相等拉力F作用下靜止。則每個(gè)動(dòng)滑輪的重力為（）A．3N B．6N C．11N D．22N【答案】B【解析】【分析】分析可知滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，不計(jì)繩重和摩擦力，拉力F＝（G+G輪），因?yàn)槔ο嗤瑩?jù)此列方程求動(dòng)滑輪的重力?！驹斀狻坑蓤D知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)分別為：n1＝3，n2＝2，滑輪的重力相等，設(shè)動(dòng)滑輪的重力為G輪，不計(jì)繩重和摩擦力，則拉力分別為：F1＝（G1+G輪），F(xiàn)2＝（G2+G輪），由題知F1＝F2，所以（G1+G輪）＝（G2+G輪），即：（60N+G輪）＝（38N+G輪），解答動(dòng)滑輪的重力：G輪＝6N。故選：B。16．如圖所示，用同一滑輪組分別將物體A和物體B勻速提升相同的高度，與提升B相比，提升A的過(guò)程滑輪組的機(jī)械效率較大，若不計(jì)繩重與摩擦的影響，則提升A的過(guò)程A．額外功較小B．額外功較大C．總功較小D．總功較大【答案】D【解析】解：AB．由題知，提起兩物體所用的滑輪組相同，將物體提升相同的高度，不計(jì)繩重和摩擦，克服動(dòng)滑輪重力所做的功是額外功，由W額=G動(dòng)h可知，提升A和B所做額外功相同，故AB錯(cuò)誤；CD．不計(jì)繩重和摩擦的影響，滑輪組的機(jī)械效率，額外功相同，提升A的過(guò)程滑輪組的機(jī)械效率較大，所以提升A物體所做的有用功較大，其總功較大，故C錯(cuò)誤，D正確．答案為D．點(diǎn)睛：本題考查對(duì)有用功、額外功和總功以及機(jī)械效率的認(rèn)識(shí)和理解，注意同一滑輪組提升物體高度相同時(shí)額外功是相同的．17．下圖為“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)．在彈簧測(cè)力計(jì)拉力作用下，重6N的物體2s內(nèi)勻速上升0.1m，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖示（不計(jì)繩重與摩擦）．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是2.4NB．物體上升的速度為0.05m/sC．彈簧測(cè)力計(jì)拉力的功率為0.12WD．滑輪組的機(jī)械效率約83.3％【答案】C【解析】分析：由圖可知使用滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，拉力端移動(dòng)的距離，利用求拉力做的總功，再利用求功率；已知物體的重力和上升高度，利用求有用功，滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比。解答：由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是2.4N，故A正確；物體2s內(nèi)勻速上升0.1m，物體上升的速度為，故B正確；n=3，拉力端端移動(dòng)距離，拉力做的總功為：；拉力的功率為：，故C錯(cuò)誤；拉力做的有用功為：；滑輪組機(jī)械效率為：。故D正確；故答案為C【點(diǎn)睛】本題考查了使用滑輪組時(shí)有用功、總功、功率、機(jī)械效率的計(jì)算，根據(jù)題圖確定n的大?。ㄖ苯訌膭?dòng)滑輪上引出的繩子股數(shù)）是本題的突破口，靈活選用公式計(jì)算是關(guān)鍵。18．農(nóng)村建房時(shí)，常利用如圖所示的簡(jiǎn)易滑輪提升建材。在一次提升建材的過(guò)程中，建筑工人用400N的拉力，將重600N的建材在10s內(nèi)勻速提高3m。不計(jì)繩重及摩擦，則下列判斷正確的是（）A．該滑輪的機(jī)械效率η=75% B．滑輪所做的有用功為1200JC．滑輪自身的重力為100N D．繩子自由端移動(dòng)的距離大小為3m【答案】A【解析】【詳解】AB．滑輪所做的有用功為：W有用=Gh=600N×3m=1800J，因?yàn)槭莿?dòng)滑輪，所以拉力移動(dòng)的距離是物體提高距離的2倍，即6m，則拉力做的總功為：W總=Fs=400N×6m=2400J，所以動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為：，故A正確，B錯(cuò)誤；C．不計(jì)繩重及摩擦，則拉力為：，那么動(dòng)滑輪的重為：G動(dòng)=2F-G=2×400N-600N=200N，故C錯(cuò)誤；D．由圖知，使用的是動(dòng)滑輪，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，繩子自由端移動(dòng)的距離為：s=nh=2×3m=6m，故D錯(cuò)誤；故選A。19．室內(nèi)垃圾桶平時(shí)桶蓋關(guān)閉不使垃圾散發(fā)異味，使用時(shí)用腳踩踏板，桶蓋開啟．根據(jù)室內(nèi)垃圾桶的結(jié)構(gòu)示意圖可確定：（）A．桶中只有一個(gè)杠桿在起作用，且為省力杠桿B．桶中只有一個(gè)杠桿在起作用，且為費(fèi)力杠桿C．桶中有兩個(gè)杠桿在起作用，用都是省力杠桿D．桶中有兩個(gè)杠桿在起作用，一個(gè)是省力杠桿，一個(gè)是費(fèi)力杠桿【答案】D【解析】圖中的垃圾桶有兩個(gè)杠桿，DEF為一個(gè)杠桿，動(dòng)力臂大于阻力臂屬于省力杠桿；ABC為另一個(gè)杠桿，動(dòng)力臂小于阻力臂屬于費(fèi)力杠桿，故答案選D．點(diǎn)睛：本題考查杠桿的分類，難點(diǎn)是如何從生活中的工具中抽象出杠桿，解題方法是判斷省力費(fèi)力杠桿時(shí)從動(dòng)力臂和阻力臂的大小入手．20．如圖所示的滑輪組上掛兩個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼A、B，放手后將出現(xiàn)的想象是（滑輪重、繩重及摩擦不計(jì)）A．下降 B．B下降 C．保持靜止 D．無(wú)法確定【答案】B【解析】不計(jì)繩子、滑輪的重力和摩擦，B所在的滑輪為動(dòng)滑輪，動(dòng)滑輪省一半的力，B所在的滑輪為定滑輪，定滑輪不省力；A與B質(zhì)量相等，重力相等，將A拉起只需B重力的一半即可，所以B下降，A上升．故選B.點(diǎn)睛：利用動(dòng)滑輪、定滑輪的省力特點(diǎn)分析解答此題．動(dòng)滑輪可以省一半力，定滑輪不能省力．21．如圖所示，在斜面上將一個(gè)重9N的物體勻速拉到高處，沿斜面向上的拉力為5N，斜面長(zhǎng)3m，高1m。則下列說(shuō)法中不正確的是：A．該過(guò)程中做的有用功為9JB．這個(gè)斜面的機(jī)械效率為60%C．物體所受到的摩擦力是5ND．減小斜面與物體間的摩擦可以提高斜面的機(jī)械效率【答案】C【解析】【分析】（1）根據(jù)公式W=Gh求拉力做的有用功；（2）根據(jù)W=Fs求拉力F對(duì)物體做的總功，斜面的機(jī)械效率等于有用功與總功之比；（3）克服摩擦力所做的額外功等于總功減去有用功，利用W額=fs求摩擦力；（4）提高斜面的機(jī)械效率的方法：減小摩擦力、增大斜面的傾斜程度。【詳解】A、拉力做的有用功：W有用=Gh=9N×1m=9J，故A正確，不符合題意；B、拉力F對(duì)物體做的總功：W總=Fs=5N×3m=15J，斜面的機(jī)械效率，故B正確，不符合題意；C、克服摩擦力所做的額外功：W額=W總-W有=15J-9J=6J，由W額=fs得摩擦力，故C錯(cuò)誤，符合題意；D、減小斜面與物體間的摩擦，可以減小額外功，有用功不變，總功減小，有用功與總功的比值變大，可以提高斜面的機(jī)械效率，故D正確，不符合題意。故選C?！军c(diǎn)睛】本題考查斜面的機(jī)械效率的計(jì)算，明確有用功和總功、額外功之間的關(guān)系以及額外功為克服摩擦力所做的功是解決本題的關(guān)鍵。22．如圖所示，輕質(zhì)杠桿可繞O（O是杠桿的中點(diǎn)）轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)在B端掛一重為G的物體，在A端豎直向下施加一個(gè)作用力F，使其在如圖所示的位置平衡，則A．F一定大于GB．F一定等于GC．F一定小于GD．以上說(shuō)法都不正確【答案】B【解析】【詳解】由題意知，O是杠桿的中點(diǎn)，所以G的力臂與F的力臂相等；則由杠桿的平衡條件知：F一定等于G。故ACD錯(cuò)誤，B正確。23．如圖所示，體重為510N的人，用滑輪組拉重500N的物體A沿水平方向以0.02m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)．運(yùn)動(dòng)中物體A受到地面的摩擦阻力為200N．動(dòng)滑輪重為20N（不計(jì)繩重和摩擦，地面上的定滑輪與物體A相連的繩子沿水平方向，地面上的定滑輪與動(dòng)滑輪相連的繩子沿豎直方向，人對(duì)繩子的拉力與對(duì)地面的壓力始終