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简单机械解题技巧及练习测试题

一、简单机械选择题
1．如图，O为拉杆式旅行箱轮轴，OA为拉杆．目前拉杆端点A处施加一竖直向上力F，使箱体从图示位置绕O点缓慢逆时针转至靠近竖直位置．则力F大小

A．一直变大 B．一直不变
C．一直变小 D．先变小后变大
【答案】B
【解析】
【详解】
由题意可知，箱体重力不变，也就是杠杆阻力大小不变，动力F竖直向上，重力G竖直向下，这两个力方向一直平行，根三角形相似性可知，动力臂与阻力阻比值是不变，根据杠杆平衡条件可知动力与阻力比值也是不变，由于阻力不变，因此动力F大小是一直不变，故应选B．

2．如图所示，杠杆处在平衡状态且刻度均匀，各钩码质量相等，假如在杠杆两侧各减少一种钩码，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】
设一种钩码重为G，一格长度为L，本来：3G×4L=4G×3L，杠杆平衡；在杠杆两侧挂钩码处各减少一种质量相等钩码，目前：2G×4L<3G×3L，因此杠杆不再平衡，杠杆向顺时针方向转动，即右端下沉。故ACD错误，B对。

3．如图为工人用力撬起石头情景，小亮在图中画出了四个作用于硬棒上力，其中能对表达工人左手施力且最省力是（ ）

A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
【答案】C

【解析】
解答： 由于由图可知,四个力中F3力臂最长，因此根据杆杆平衡条件可知，最省力是沿F3方向．故选C.

4．如图所示，一长为L直杆可绕O点转动，杆下挂一所受重力为G物块，刚开始直杆与竖直方向夹角为60º.为了安全下降物块，用一种一直水平向右且作用于直杆中点拉力F，使直杆缓慢地转动到竖直位置（可以认为杠杆每一瞬间都处在平衡状态），则下列说法对

A．拉力F大小保持不变 B．拉力F和物块重力G是一对平衡力
C．这个过程中物块重力所做功为 D．这个过程中直杆一直都是费力杠杆
【答案】C
【解析】
【详解】
A．由图知，杠杆由与竖直方向成60°角逐渐转到竖直位置时，由于拉力一直水平，因此其力臂逐渐变大；物体对杠杆拉力为阻力，转动过程中阻力臂逐渐变小；由杠杆平衡条件可知拉力F逐渐变小，故A错误；
B．拉力F和物块重力大小不等、不一条直线上，不作用在一种物体上，因此不是一对平衡力，故B错误；
C．杠杆由与竖直方向成60°角时，杠杆右端高度，转到竖直位置时杠杆下端高度降到L处，因此物体下降高度，因此物体重力做功
，故C对；
D．当杠杆转到竖直位置时，阻力臂为0，杠杆为省力杠杆，故D错误。

5．一均匀木板AB，B端固定在墙壁转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫有长方形木块C，恰好使木块水平放置，如图所示，既有水平力F由A向B缓慢匀速推进，在推进过程中，推力F将

A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．大小不变 D．先增长后减小
【答案】A
【解析】
【详解】
以杆为研究对象，杆受重力G和C对它支持力F支，重力力臂为lG，支持力力臂为l支，根据杠杆平衡条件可得：F支l支=GlG，水平力F由A向B缓慢匀速推进木块，F支力臂在减小，重力G及其力臂lG均不变，根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐增大；由于支持力逐渐变大，且力作用是互相，因此可知杆对物体C压力也逐渐变大，根据影响摩擦力大小原因可知，C和木板间C和地面间摩擦力逐渐增大，木块C匀速运动，受到推力和摩擦力是平衡力，推力大小等于摩擦力大小，由力平衡条件可知，水平推力F也逐渐增大，故A符合题意，BCD不符合题意。

6．如图所示,用滑轮组提高重物时,重200N物体在5s内匀速上升了1m.已知拉绳子力F为120N,假如不计绳重及摩擦,则提高重物过程中

A．绳子自由端被拉下3m B．拉力F做功为200J
C．滑轮组机械效率是83.3% D．拉力F功率是40W
【答案】C
【解析】
【详解】
A、物重由两段绳子承担，因此，当物体提高1m时，绳子自由端应被拉下2m，故A错误；
B、拉力为120N，绳子自由端应被拉下2m，则拉力做功为：，故B错误；
C、滑轮组机械效率，故C对；
D、拉力F功率，故D错误．
故选C．
【点睛】
波及机械效率问题时，关键是要清晰总功、有用功、额外功都在哪，尤其要清晰额外功是对谁做功，弄清晰这些功后，求效率和功率就显得简单了。

7．如图所示，是一种指甲刀构造示意图下列说法中对是

A．杠杆ABC是一种省力杠杆
B．杠杆DBO支点是B点
C．杠杆DEO是一种等臂杠杆
D．指甲刀有三个杠杆，两个省力杠杆，一种费力杠杆
【答案】A
【解析】
【详解】
A、在使用时，杠杆ABC动力臂不小于阻力臂，因此它是省力杠杆，故A对；
B、C、杠杆DBO和杠杆DEO，阻力作用点都在D点，动力作用点分别在B点和E点，支点都在O点，都是费力杠杆，故BC错误；
D、可见指甲刀中有三个杠杆：ABC、OBD、0ED，其中ABC是省力杠杆，其他两个都是费力杠杆，故D错误．
故选A。
【点睛】
重点是杠杆分类，即动力臂不小于阻力臂时，为省力杠杆；动力臂不不小于阻力臂时，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，滑轮组每个滑轮质量相似，用它们将重为G1、G2货物提高相似高度（不计绳重和摩擦），下列说法对是

A．用同一种滑轮组提起不一样重物，机械效率不变
B．若G1＝G2，则甲机械效率不小于乙机械效率
C．若G1＝G2，则拉力F1与F2所做总功相等
D．若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做额外功相等
【答案】B
【解析】
【分析】
（1）同一滑轮组提起重物不一样步，所做额外功相似，有用功不一样，根据机械效率为有用功和总功比值判断滑轮组机械效率与否变化；
（2）滑轮组所做总功为克服物体重力和动滑轮重力所做功，根据W＝Gh比较两者所做总功之间关系；
（3）滑轮组所做有用功为克服物体重力所做功，根据W＝Gh比较两者大小，再根据机械效率为有用功和总功比值比较两者机械效率之间关系；
（4）根据W＝Gh比较有用功大小．
【详解】
A．用同一种滑轮组提起不一样重物时，额外功不变，但有用功不一样，有用功和总功比值不一样，则滑轮组机械效率不一样，故A错误；
BC．若G1=G2，且货物被提高高度相似，根据W有=G物h可知，两滑轮组所做有用功相等；
不计绳重和摩擦，拉力所做总功为克服物体重力和动滑轮重力所做功，因甲滑轮组只有1个动滑轮（即动滑轮重更小），因此由W总=（G物+G动）h可知，甲滑轮组做总功不不小于乙滑轮组做总功，由可知，甲滑轮组机械效率高，故B对，C错误；
D．两物体被提高高度相似，动滑轮重力不一样，根据W=G动h可知，甲、乙滑轮组所做额外功不相等，故D错误．
故选B．
【点睛】
波及机械效率问题时，关键是要清晰总功、有用功、额外功都在哪，尤其要清晰额外功是对谁做功，使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高滑轮做功、克服摩擦及绳子重做功．

9．如图，用滑轮组将600N重物在10s内匀速提高了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），下列说法对是

A．绳子自由端拉力功率是70W
B．滑轮组机械效率是85.7%
C．提高重物过程中所做额外功是400J
D．提高重物变成400N时，滑轮组机械效率将变大
【答案】B
【解析】
【详解】
A．根据图示可知，n=2，不计绳重和摩擦，拉力：
F=（G+G轮）=（600N+100N）=350N，
拉力端移动距离：
s=2h=2×2m=4m，
总功：
W总=Fs=350N×4m=1400J，
拉力功率：
P===140W；
故A错；
B．有用功：
W有用=Gh=600N×2m=1200J，
滑轮组机械效率：
η==≈85.7%，
故B对；
C．提高重物过程中所做额外功：
W额=W总﹣W有用=1400J﹣1200J=200J，
故C错；
D．当提高重物重力减小为400N，做有用功就变小，而额外功几乎不变，有用功和总功比值变小，故滑轮组机械效率变小，故D错；

10．如图所示，工人用250N力F将重为400N物体在10s内匀速提高2m，则此过程中

A．工人做有用功为800J B．工人做总功为500J
C．滑轮组机械效率为60% D．拉力做功功率为20W
【答案A
【解析】
【详解】
A．工人做有用功：
，
A选项对。
B．绳子自由端移动距离是4m，工人做总功：
，
B选项错误。
C．滑轮组机械效率：
，
C选项错误。
D．拉力做功功率：
，
D选项错误。

11．如图甲所示，长1.6m、粗细均匀金属杆可以绕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，并能使杆一直保持水平平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x变化关系如图乙所示．据图可知金属杆重（ ）

A．5N B．10N C．20N D．40N
【答案】B
【解析】
【分析】
杠杆平衡条件
【详解】
使金属杆转动力是金属杆重力，金属杆重心在中心上，因此阻力臂为：
L1=0.8m，
取当拉力F=20N，由图象可知此时阻力臂：
L2=0.4m，
根据杠杆平衡条件有：
GL1=FL2
因此
G×0.8m=20N×0.4m
解得：
G=10N

12．下列几种措施中，可以提高机械效率是
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比值，总功等于有用功和额外功之和，因此有用功一定，增大额外功时，总功增大，因此有用功与总功比值减小，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，则有用功与总功比值减小，故C不符合题意；
D．由于总功等于有用功和额外功之和，因此总功一定，增大额外功，有用功将减小，则有用功与总功比值减小，故D不符合题意．

13．骑自行车上一种陡坡时，有经验同学会沿S型路线骑行，他这样做是为了（　　）
A．缩短上坡过程中所走旅程 B．减少上坡过程中所做功
C．减小上坡过程中所施加力 D．缩短上坡过程中所用时间
【答案】C
【解析】
【详解】
A．上坡时，自行车上升高度不变，走S形路线所走路线较长，A不符合题意．
B．使用任何机械都不省功，B不符合题意．
C．上坡时，走S形路线所走路线较长，相称于增长了斜面长度，斜面越长越省力．C符合题意．
D．速度一定，走S形路线所走路线较长，所用时间较长．D不符合题意．

14．如图所示，甲、乙是固定在水平地面上两个光滑斜面，长度分别为4 m 、5 m，高度相似．两个工人分别用沿斜面向上拉力F甲、F乙把完全相似工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端，且速度大小相等．此过程拉力F甲、F乙所做功分别为W甲、W乙，功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列说法对是（　　）

A．F甲∶F乙＝5∶4 B．W甲∶W乙＝5∶4
C．P甲∶P乙＝4∶5 D．η甲∶η乙＝4∶5

【答案】A
【解析】
【详解】
A．斜面光滑，则不做额外功，因此W有=W总，即Gh=Fs，可得：，故A对；
B．由于W有=W总=Gh．两斜面高相似，工件也相似，因此两力做功相等，即W甲：W乙=1：1，故B错误；
C．由A知，F甲∶F乙＝5∶4，且速度大小相等．根据P= Fv得，P甲：P乙=F甲：F乙=5：4，故C错误；
D．不做额外功时，两次做功效率都为100%，因此η甲∶η乙＝1：1．故D错误．

15．如图所示，物体浸没在水中，工人用200N拉力F在10s内将重为400N物体匀速提高2m，物体没有露出水面，此时滑轮组机械效率是80%，不计绳重和摩擦，g=10N/kg，则下列说法中对是（ ）

A．物体露出水面前，工人匀速提高重物时拉力功率为40W
B．物体在水中受到浮力为320N
C．物体体积为8×10-3m3
D．物体露出水面后，此滑轮组提高该物体机械效率将不不小于80%
【答案】C
【解析】
【详解】
A．由图知，n=2，拉力端移动距离：s=2h=2×2m=4m，拉力端移动速度：v=s/t=4m/10s=0.4m/s，拉力功率：P=Fv=200N×0.4m/s=80W，故A错；
B．滑轮组机械效率：η=W有用/W总=（G−F浮）h/Fs=（G−F浮）h/F×2h=G−F浮/2F=400N−F浮/2×200N=80%，解得：F浮 =80N，故B错；
C．由F浮 =ρ水 V排 g得物体体积：V=V排 =F浮/ρ水g=80N/1×103kg/m3×10N/kg=8×10-3 m3 ，故C对；
D．物体露出水面后，没有了浮力，相称于增长了提高物体重，增大了有用功，不计绳重和摩擦，额外功不变，有用功和总功比值变大，此滑轮组提高该物体机械效率将不小于80%，故D错。

16．如图所示，有一质量不计长木板，左端可绕O点转动，在它右端放一重为G物块，并用一竖直向上力F拉着。当物块向左匀速运动时，木板一直在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（ ）

A．变小 B．变大 C．不变 D．先变大后变小
【答案】A
【解析】
【详解】
把长木板看作杠杆，此杠杆在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂可知，当动力臂不变，阻力大小不变，物块向左匀速滑动时，阻力臂在减小，可得动力随之减小，答案选A。

17．如图所示，物理爱好小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相似物体，不计绳重及摩擦．若每个滑轮质量相似，对比两个滑轮组，下列说法对是

A．甲更省力，甲机械效率大
B．乙更省力，机械效率同样大
C．乙更省力，乙机械效率大
D．甲更省力，机械效率同样大
【答案】B
【解析】
【详解】
由图可知，作用在乙上绳子股数是3，更省力些；用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相似物体，不计绳重及摩擦，只克服动滑轮重做额外功，若每个滑轮质量相似， 则提高相似高度时，甲乙所做有用功和额外功均相似，故机械效率同样大．故本题对选项是B．

18．C点为硬棒AD重心，硬棒可绕A点转动。在棒B点施加力F1，F1方向沿OO'线，棒在图所示位置处在静止状态。则

A．F1>G B．F1=
C．重力力臂等于S1 D．F1方向沿OO′线向下
【答案】A
【解析】
【详解】
AB．由图像可得，A点到F1距离为s2，若令A点到重力距离为s3，根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”可知

可以推出

由于

可得

故A选项对，符合题意，B选项错误，不符合题意；
C．重力力臂为支点A到重力距离，重力竖直向下，因此力臂为水平方向，故C选项错误，不符合题意；
D．F1与G在支点同侧，重力方向竖直向下，因此F１方向应当向上，故D选项错误，不符合题意。

19．在探究杠杆平衡条件时候，小明在均匀木板中间挖孔，孔中插一金属杆，固定在铁架台上，木板可以围绕中间自由转动．每个钩码质量为200g，A、B、C、D、E、F为质量不计挂钩，已知AB＝BO＝OC＝CD，ABOCD连线与EDF连线垂直．目前B处挂两个钩码，D处挂一种钩码，木板在水平位置平衡（如图所示）．下列做法能使木板仍在水平位置平衡是

A．在B、D两处各加挂一种钩码
B．在B处加挂1个钩码，D处加挂2个钩码
C．B处挂两个钩码不变，把D处一种钩码挂在F处
D．把B处两个钩码挂在A处，把D处一种钩码挂在C处
【答案】C
【解析】
【分析】
（1）符合杠杆平衡条件F1l1=F2l2，杠杆平衡，不符合杠杆平衡条件，力和力臂乘积大一端下沉．
（2）力臂是从支点到力作用线距离，把钩码挂在E处、F处杠杆水平平衡时，力臂均和钩码挂在D处力臂相等．
【详解】
设AB=BO=OC=CD=L，每个钩码重力为G．
A．在B、D两处各加挂一种钩码时，杠杆左侧力与力臂积为3G×L，右侧力与力臂积为2G×2L，因3G×L≠2G×2L，因此木板不会平衡，故A错误；
B．在B处加挂1个钩码、D处加挂2个钩码时，杠杆左侧力与力臂积为3G×L，右侧力与力臂积为3G×2L，因3G×L≠3G×2L，因此木板不会平衡，故B错误；
C．把D处一种钩码挂在E处或F处，杠杆右侧力臂不变，仍为OD长，杠杆左右两侧力与力臂乘积相等，因此木板会平衡，故C对．
D．把B处两个钩码挂在A处，把D处一种钩码挂在C处，杠杆左侧力与力臂积为2G×2L，右侧力与力臂积为G×L，因2G×2L≠G×L，因此木板不会平衡，故D错误；
故选C．

20．用如图甲所示装置来探究滑轮组机械效率 η 与物重 G物关系，变化 G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出 η 与 G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则 下列说法对是

A．同一滑轮组机械效率 η 随 G 物增大而增大，最终将达到 100%
B．当 G物=12N 时，弹簧测力计读数为 5N
C．此滑轮组动滑轮重力为 4N
D．G物不变，变化图甲中绕绳方式，滑轮组机械效率将改
【答案】B
【解析】
【分析】
（1）使用机械时，人们为完毕某一任务所必须做功叫有用功；对完毕任务没有用，但又不得不做功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。有用功与总功比值叫机械效率；
（2）不计绳重和摩擦，结合图中信息，根据求得动滑轮重力，再计算G物=12N时弹簧测力计读数；
（3）G物不变，变化图甲中绕绳方式，分别将同一物体匀速提高到相似高度，做有用功相似；克服动滑轮做额外功相似，由此分析机械效率变化状况。
【详解】
A、使用滑轮组时，克服物重同步，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，因此总功一定不小于有用功；机械效率一定不不小于1，即同一滑轮组机械效率η随G物增大而增大，但最终不能达到和超过100%，故A错误；
BC、由图可知，G=12N，此时η=80%，
不计绳重和摩擦，，
即：，
解得动滑轮重力：G动=3N，故C错误；
G物=12N时，弹簧测力计读数：，故B对；
D、G物不变，变化图甲中绕绳方式，将同一物体匀速提高相似高度，因此所做有用功相似，忽视绳重及摩擦时，额外功：，即额外功W额相似，总功相似，则两装置机械效率相似故D错误。
故选：B。

21．某建筑工地要将同一种箱子从地面搬上二楼，假如分别采用如图所示两种方式搬运，F1和F2做功状况，如下判断对是（ ）

A．两种方式机械效率一定相等
B．两种方式功率一定相等
C．两种方式所做总功一定相等
D．两种方式所做有用功一定相等
【答案】D
【解析】
【详解】
A．有用功相似，总功不一样，机械效率等于有用功和总功比值，因此机械效率也不一样，故A错误．
B．搬运时间不懂得，无法比较功率大小，故B错误．
C．但额外功不一样，总功等于额外功与有用功之和，因此总功不一样，故C错误，
D．两只搬运方式所做有用功根据公式W=Gh可知是相似故D对．

22．如图所示，杠杆上分别放着质量不相等两个球，杠杆在水平位置平衡，假如两球以相似速度同步匀速向支点移动，则杠杆

A．仍能平衡
B．不能平衡，大球那端下沉
C．不能平衡，小球那端下沉
D．无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】
开始时两球平衡，即力矩相等；当运动时，两球速度相似，则在相似时间内移动距离相似，大球力矩减少快，则大球力矩会不不小于小球力矩，杠杆向小球那端下沉．

23．如图所示，体重为510N人，用滑轮组拉重500N物体A沿水平方向以0.02m/s速度匀速运动．运动中物体A受到地面摩擦阻力为200N．动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上定滑轮与物体A相连绳子沿水平方向，地面上定滑轮与动滑轮相连绳子沿竖直方向，人对绳子拉力与对地面压力一直竖直向下且在同一直线上，）．则下列计算成果中对是

A．人对地面压力为400N
B．绳子自由端受到拉力大小是100N
C．人对地面压力为250N
D．绳子自由端运动速度是0.06m/s
【答案】A
【解析】
【详解】
由图知，n=2，因此拉力；
因此人对地面压力；
绳子自由端运动速度；
【点睛】
本题中有用功应当是克服摩擦力做功，即拉力F满足．

24．用四只完全相似滑轮和两根相似绳子构成如图所示甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F1和F2拉力，将相似物体匀速提高相似高度。若不计绳重和摩擦，下列说法不对是（ ）

A．F1不小于F2
B．F1和F2做功一定相等
C．甲、乙机械效率不相等
D．绳子自由端移动距离不相等，物体运动时间也许相等
【答案】C
【解析】
【详解】
A．不计绳重及摩擦，由于拉力：
F=（G物+G轮）/n，n1=2，n2=3，
因此绳子受拉力：
F1 =（G物+G轮）/2，F2=（G物+G轮）/3，
因此
F1 ＞F2，
故A对；
B．不计绳重及摩擦，拉力做功：
W1 =F1s1=（G物+G轮）/2×2h=（G物+G轮）h
W2=F2s2=（G物+G轮）/3×3h=（G物+G轮）h
因此
W1=W2，
故B对。
C．由于动滑轮重相似，提高物体重和高度相似，
W额=G轮h，W有用=G物h，
因此运用滑轮组做有用功相似、额外功相似，总功相似，由于
η=W有用/W总，
因此滑轮组机械效率相似，故C错误；
D．由于绳子自由端移动距离
s=nh，n1=2，n2=3，
提高物体高度h相似，因此
s1 =2h，s2 =3h，
因此
s1≠s2，
故D对；

25．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高相似高度．若G1=G2，所用竖直向上拉力分别为F1和F2，拉力做功功率分别为P1和P2，两装置机械效率分别为η1和η2（忽视绳重和摩擦）．则下列选项对是

A．F1＞F2 η1＜η2 P1＜P2 B．F1＞F2 η1=η2 P1=P2
C．F1＜F2 η1＜η2 P1＜P2 D．F1＜F2 η1＞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．由于两个滑轮组做有用功相似，额外功相似，它们机械效率也相似．在相似时间内做总功相似，它们功率也相似．故B对．