1、初中物理】 简单机械练习题 人教版(word) 一、简单机械选择题 1.工人师傅运用如图所示两种方式,将均为300N货物从图示位置向上缓慢提高一段距离.F1、F2一直沿竖直方向;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,则下列说法对是( ) A.甲乙两种方式都省二分之一力 B.甲方式F1由150N逐渐变大 C.乙方式机械效率约为83.3% D.乙方式F2功率为3W 【答案】C 【解析】 试题分析:由甲图可知,OB=2OA,即动力臂为阻力臂2倍,由于不计摩擦、杠杆自重,由杠杆平衡条件可知,动力为阻力二分之一,即F1
2、150N;由图乙可知,n=3,不计绳重和摩擦,则F2=G+G动)/3=(300N+60N)/3=120N,故A错误;甲图中,重力即阻力方向是竖直向下,动力方向也是竖直向下,在提高重物过程中,动力臂和阻力臂比值不变,故动力F1 大小不变,故B错误;不计绳重和摩擦,则乙方式机械效率为:η=W有/W总=W有/W有+W额=Gh/Gh+G轮h=G/G+G轮=300N/300N+60N=83.3%,故C对;乙方式中F2=120N,绳子自由端速度为v绳=0.01m/s×3=0.03m/s,则乙方式F2功率为:P=F2 v绳=120N×0.03m/s=3.6W,故D错误,故选C. 考点:杠杆平衡条件;滑轮
3、组)机械效率;功率计算 2.如图所示,定滑轮重4N,动滑轮重0.5N,在拉力F作用下,1s内将重为4N物体A沿竖直方向匀速提高了10cm.假如不计绳重和摩擦.则如下计算成果对是 A.绳子自由端移动速度为0.3m/s B.拉力F大小为4N C.拉力F功率为0.45W D.滑轮组机械效率为75% 【答案】C 【解析】 【详解】 由图懂得,承担物重绳子有效股数是:n=2, A.绳端移动距离是: s=2h=2×0.1m=0.2m, 绳子自由端移动速度是: , 故A错误; B.不计绳重和摩擦,则拉力, 故B错误; C.拉力做总功:W总 =Fs=2.25N×0
4、2m=0.45J,拉力F功率: , 故C对; D.拉力做有用功W有 =Gh=4N×0.1m=0.4J,滑轮组机械效率是: ≈88.9%, 故D错误。 3.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,所用拉力分别为F1、F2、F3,下列关系中对是 A.F1>F2>F3 B.F1<F2<F3 C.F2>F1>F3 D.F2<F1<F3 【答案】D 【解析】 【详解】 第一种图中滑轮为定滑轮,由于定滑轮相称于一种等臂杠杆,不能省力, 因此根据二力平衡,此时拉力F1=f; 第二个图中滑轮为动滑轮,由于动滑轮可省二分之一力, 因此根据二力平衡,此
5、时拉力F2=f; 第三个图中滑轮为动滑轮,由二力平衡可知此时拉力等于两股绳子向右拉力,即F3=2f; 由此可得F2< F1< F3. 故D对. 4.工人师傅运用如图所示两种方式,将重均为300N货物从图示位置向上缓慢提高0.5m。F1、F2一直沿竖直方向;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,则下列说法对是 A.甲乙两种方式都省二分之一力 B.甲方式F1由150N逐渐变大 C.乙方式有用功是180J D.乙方式F2功率为3.6W 【答案】D 【解析】 【分析】 (1)根据杠杆特点和动滑轮特点分析甲乙两种
6、方式省力状况; (2)根据动力臂和阻力臂关系分析甲方式F1变化; (3)根据W有用=Gh可求乙方式有用功; (4)根据公式P=Fv求出乙方式F2功率。 【详解】 A、甲图,F1为动力,已知OB=2OA,即动力臂为阻力臂2倍,由于不计摩擦、杠杆自重,由杠杆平衡条件可知,动力为阻力二分之一,即F1=150N;由图乙可知,n=3,不计绳重和摩擦,则,故A错误; B、甲图中,重力即阻力方向是竖直向下,动力方向也是竖直向下,在提高重物过程中,动力臂和阻力臂比值不变,故动力F1为150N不变,故B错误; C、不计绳重和摩擦,乙方式有用功为:W有用=Gh=300N×0.5m150J,故C错误;
7、 D、乙方式中F2=120N,绳子自由端速度为v绳=0.01m/s×3=0.03m/s,则乙方式F2功率为:,故D对。 故选D。 5.用图中装置匀速提高重为100N物体,手拉力为60N,滑轮机械效率为( ) A.16.7% B.20% C.83.3% D.100% 【答案】C 【解析】 【详解】 由图可知,提高重物时滑轮位置跟被拉动物体一起运动,则该滑轮为动滑轮; ∴拉力移动距离s=2h, η=====≈83.3%. 6.如图所示,工人运用动滑轮吊起一袋沙过程中,做了300J有用功,100J额外功,则该动滑轮机械效率为( ) A.75% B.66.
8、7% C.33.3% D.25% 【答案】A 【解析】 试题分析:由题意可知,人所做总功为W总=W有+W额=300J+100J=400J,故动滑轮机械效率为η=W有/W总=300J/400J=75%,故应选A。 【考点定位】机械效率 7.用如图所示滑轮组提起重G=320N物体,整个装置静止时,作用在绳自由端拉力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
9、G轮=80N. 8.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
10、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。 9.下列简单机械中既可以省力,同步又可以变化力方向是 A.定滑轮 B.动滑轮 C.
11、斜面 D.滑轮组 【答案】D 【解析】 【分析】 不一样机械优缺陷都不一样样:动滑轮省力,但不能变化力方向;定滑轮可以变化方向,但不能省力;斜面只能变化力大小;滑轮组既可以变化力大小也可以变化力方向. 【详解】 A、定滑轮只能变化力方向,不能省力,不符合题意; B、动滑轮可以省力,但不能变化力方向,不符合题意; C、斜面可以省力,不能变化力方向,不符合题意; D、滑轮组既可以省力,也可以变化力方向,符合题意; 故选D. 10.用如图所示滑轮组拉动水平地面上重1000N物体A,使物体A在4s内匀速前进了4m,物体A受到地面摩擦力f
12、300N,所用拉力F=120N,忽视绳重、滑轮重及绳与滑轮间摩擦.下列说法中对是 A.绳子自由端在4s内移动了8m B.物体A重力做功功率为1000W C.物体A克服摩擦力做功为480J D.滑轮组机械效率约为83.3% 【答案】D 【解析】 【详解】 A.由题图可知,承担物体拉力绳子股数n=3,因此物体A在4s内匀速前进了4m,则 绳子自由端在4s内移动了s绳子=3×4m=12m。故A错误。 B.物体在重力方向上没有做功,因此物体A重力做功功率为0,故B错误。 C.物体A克服摩擦力做功W有用=fs=300N×4m=1200J,故C错误。 D.由题可知
13、物体A克服摩擦力做功W有用=fs=300N×4m=1200J,拉力F所做总功W总=Fs绳子=120N×12m=1440J,因此滑轮组机械效率 , 故D对为答案。 11.一均匀木板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
14、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。 12.如图所示,小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面,用甲滑轮所做总功为W1, 机械效率为η1;用乙滑轮所做总功为W2, 机械效率为η2, 若不计绳重与摩擦,则 A.W1 =
15、W2 η1 = η2 B.W1 = W2 η1 < η2 C.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,运用乙滑轮做额外功多,由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面”可知两种状况有用功,再根据总功等于有用功加上额外功,可以比较出两种状况总功大小.然后运用即可比较出两者机械效率大小. 【详解】 由于用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面,因此两种状况有用功相似;根据可知:当有用功一定期,运用机械时做额外功越少,则总功越少,机械效率越高.而乙
16、滑轮是动滑轮,因此运用乙滑轮做额外功多,则总功越多,机械效率越低.即. 【点睛】 本题考察功计算和机械效率大小比较这一知识点,比较简单,重要是学生明确哪些是有用功,额外功,总功,然后才能对比较出两种状况下机械效率大小. 13.如图所示滑轮组上:挂两个质量相等钩码A B,放手后将出现现象是(忽视滑轮重,绳重及摩擦) ( ) A.A下降 B.B下降 C.保持静止 D.无法确定 【答案】A 【解析】分析:运用动滑轮、定滑轮省力特点分析解答此题。定滑轮只能变化力方向,不能省力,动滑轮可以省二分之一力。 解答:B所在滑轮为动滑轮,动滑轮省二分之一力,A所在滑轮
17、为定滑轮,定滑轮不省力;A与B质量相等,重力相等,将B拉起只需A重力二分之一即可,因此A下降,B上升。 故选:A。 【点睛】此题考察了动滑轮、定滑轮省力特点,难点是判断动滑轮和定滑轮,属于基础题目。 14.如图所示,用三个滑轮分别拉同一种物体,沿同一水平面做匀速直线运动,所用拉力分别是F1、F2、F3,比较它们大小应是( ) A.F1>F2>F3 B.F1<F2<F3 C.F2>F1>F3 D.F2<F1<F3 【答案】D 【解析】 【详解】 设物块与地面摩擦力为f, 第一种图中滑轮为定滑轮,由于使用定滑轮不省力,因此F1=f; 第二个图中滑轮为动滑轮,由于动
18、滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍杠杆,使用动滑轮能省二分之一力.因此F2=f;
第三个图中滑轮为动滑轮,但F3处作用在动滑轮上,此时动力臂是阻力臂二分之一,因此要费力即F3=2f;
故F2 19、力臂变化状况,根据杠杆平衡条件求解.
【详解】
如图,
l为动力臂,L为阻力臂,由杠杆平衡条件得:Fl=GL;以O点为轴,由竖直位置逆时针匀速转到水平位置过程中,l不停变小,L逐渐增大,G不变;由于杠杆匀速转动,处在动态平衡;在公式 Fl=GL 中,G不变,L增大,则GL、Fl都增大;又知:l不停变小,而Fl不停增大,因此F逐渐增大,综上可知:动力F增大,动力臂l减小,动力臂和动力乘积M=Fl增大;
故选C.
【点睛】
画力臂:
①画力作用线(用虚线正向或反方向延长);
②从支点作力作用线垂线得垂足;
③从支点到垂足距离就是力臂.
16.如图所示,滑轮组每个滑轮质量 20、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 21、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 22、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.
17.分别用如图所示甲、乙两个滑轮组,在5s内将重为100N物体G匀速提高2m,每个滑轮重均为10N.不计绳重及摩擦,此过程中( )
A.拉力F甲不不小于拉力F乙
B.F甲做功不小于F乙做功
C.甲滑轮组机械效率不不小于乙滑轮组机械效率
D.F甲做功功率等于F乙做功功率
【答案】D
【解析】
【详解】
由题可知,甲 23、乙两滑轮组均将相似物体提高相似高度,由W有=Gh可知W甲有=W乙有;不计绳重及摩擦,均只需克服动滑轮自重做额外功,甲乙中均只有一种动滑轮,且动滑轮重相似,由W额=G动h可知W甲额=W乙额,由于W总=W有+W额,因此W总甲=W总乙。A. 由图可知,n1=2,n2=3,不计绳重及摩擦,则F甲=(G+G动)=×(100N+10N)=55N,F乙=(G+G动)=×(100N+10N)=36.7N 24、总甲=W总乙、时间t也相似,因此P甲=P乙,故D对;故选D.
【点睛】
甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提高至相似高度,在不计绳重和摩擦状况下,有用功就是提高重物所做功,对动滑轮所做功是额外功,总功等于有用功和额外功之和,机械效率是有用功与总功比值.
18.工人师傅用如图所示滑轮组,将重为800N重物缓慢匀速竖直提高3m,人对绳拉力F为500N,不计绳重和滑轮转轴处摩擦,则( )
A.绳子自由端移动距离为9m B.动滑轮重力为200N
C.人通过滑轮组做有用功为1500J D.滑轮组机械效率为53.3%
【答案】B
【解析】
试题分析:由图可知,滑轮组中由2段绳子承担物 25、体和动滑轮总重,即n=2,物体匀速竖直提高3m,则绳子自由端移动距离为:s=nh=2×3m=6m,故A错误.
此过程中,所做有用功为:W有=Gh=800N×3m=2400J,故C错误.
所做总功为:W总=Fs=500N×6m=3000J;
额外功为:W额=W总-W有=3000J-2400J=600J,不计绳重和滑轮转轴处摩擦,则额外功为克服动滑轮重力做功,即W额=G动h,动滑轮重力G动=W额/h=600J/3m=200N,故B对为答案.
滑轮组机械效率
故D错误.
考点:滑轮组机械效率 有用功 额外功
19.在探究“杠杆平衡条件“试验中,杠杆在力F作用下水平平衡,如图所 26、示,现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,杠杆一直保持水平平衡,则拉力F与其力臂乘积变化状况是( )
A.一直变小 B.一直变大 C.一直不变 D.先变小后变大
【答案】C
【解析】
【详解】
将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,钩码重力不变,其力臂OA不变,即阻力与阻力臂乘积不变;由于杠杆一直保持水平平衡,因此根据杠杆平衡条件
可知,拉力F与其力臂乘积也是不变.
【点睛】
重点是杠杆平衡条件应用,要理解当力与杠杆垂直时,力臂是最长,倾斜后力臂会变短,正是由于杠杆保持平衡,因此力臂减小同步,拉力要增大.
20.用如图甲所示装置来探究滑轮组机械 27、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 28、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 29、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.如图所示,某人用扁担担起两筐质量为m1、m2货物,当他肩处在O点时,扁担水平平衡,已知l1>l2,扁担和筐重力不计。若将两筐悬挂点向O点移近相似距离△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(m2-m1)
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(m2-m1)
【答案】D
【解析】
【详解】
AB.本来平衡时,m1gl1 30、m2gl2,
由图知,l1>l2,因此m1<m2,
设移动相似距离∆l,则左边:m1g(l1−△l)=m1gl1−m1g△l,
右边:m2g(l2−△l)=m2gl2−m2g△l,
由于m1<m2,因此m1△lg<m2△lg,
则m1(l1−△l)g>m2(l2−△l)g,则杠杆左端向下倾斜,故AB错误;
CD.由于m1(l1−△l)g>m2(l2−△l)g,故往右边加入货物后杠杆平衡,
即:m1(l1−△l)g=(m2+m)(l2−△l) g,
且m1gl1=m2gl2,
得m=(m2−m1),故C错误,D对。
22.如图所示,在斜面上将一种重9N物体匀速拉到高处, 31、沿斜面向上拉力为5N,斜面长3m,高1m。则下列说法中不对是:
A.该过程中做有用功为9J
B.这个斜面机械效率为60%
C.物体所受到摩擦力是5N
D.减小斜面与物体间摩擦可以提高斜面机械效率
【答案】C
【解析】
【分析】
(1)根据公式W=Gh求拉力做有用功;
(2)根据W=Fs求拉力F对物体做总功,斜面机械效率等于有用功与总功之比;
(3)克服摩擦力所做额外功等于总功减去有用功,运用W额=fs求摩擦力;
(4)提高斜面机械效率措施:减小摩擦力、增大斜面倾斜程度。
【详解】
A、拉力做有用功:W有用=Gh=9N×1m=9J,故A对,不符合题意;
B、拉力F 32、对物体做总功:W总=Fs=5N×3m=15J,斜面机械效率 ,故B对,不符合题意;
C、克服摩擦力所做额外功:W额=W总-W有=15J-9J=6J,由W额=fs得摩擦力 ,故C错误,符合题意;
D、减小斜面与物体间摩擦,可以减小额外功,有用功不变,总功减小,有用功与总功比值变大,可以提高斜面机械效率,故D对,不符合题意。
故选C。
【点睛】
本题考察斜面机械效率计算,明确有用功和总功、额外功之间关系以及额外功为克服摩擦力所做功是处理本题关键。
23.如图 所示,轻质杠杆可绕 O(O 是杠杆中点)转动,目前B端挂一重为G物体,在A 端竖直向下施加一种作用力F,使其在如图所示位置平 33、衡,则
A.F 一定不小于 G
B.F 一定等于 G
C.F 一定不不小于 G
D.以上说法都不对
【答案】B
【解析】
【详解】
由题意知,O 是杠杆中点,因此G力臂与F力臂相等;则由杠杆平衡条件知:
F一定等于G。故ACD错误,B对。
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,用一种一直跟杠杆垂直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.一直是省力杠杆 B.一直是费力杠杆
C.先是省力,后是费力 D.先是费力,后是省力
【答案】C
【解析】
【详解】
由图可知动力F1力臂一直 34、保持不变,物体重力G一直大小不变,在杠杆从竖直位置向水平位置转动过程中,重力力臂逐渐增大,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.如图所示装置,重100 N物体A在水平面做匀速直线运动,作用在绳自由端拉力F是20 N,则下列判断对是(不计滑轮重和滑轮间摩擦)
A.作用在物体A上水平拉力是100 N
B.作用在物体A上水平拉力是20 N
C.物体A受到滑动摩擦力是80 N
D.物体A受到滑动摩擦力是40 N
【答案】D
【解析】
【详解】
AB.根据二力平衡条件进行分析,由于有两条绳子作用在动滑轮上,因此作用在物体A上水平拉力F=2×20 N=40 N;故AB错误;
CD.由于物体匀速运动,因此摩擦力等于作用在A上水平拉力,大小为40 N,故C错误,D对。






