九年级物理简单机械解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析

九年级物理简单机械解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析
一、简单机械选择题
1．下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是 A ．机械效率越大，做的有用功一定越多 B ．功率越大，做功越快
C ．有力作用在物体上，力一定对物体做了功
D ．功率小，机械效率也一定低 【答案】B 【解析】 【详解】
A ．因为机械效率是有用功与总功的比值，所以机械效率越大，做的有用功不一定越多，故A 错误；
B ．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故B 正确；
C ．有力作用在物体上，物体力的方向上没有移动距离，力不做功，故C 错误；
D ．机械效率是有用功与总功的比值，与功率的大小无关，故D 错误．
2．如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，AOB 为一可绕固定点O 转动的轻质杠杆，已知:1:2OA OB =，A 端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg ． 当铝球一半体积浸在水中，在B 端施加3.5N 的竖直向下的拉力F 时，杠杆恰好在水平位置平
衡．（33
2.710/kg m ρ=⨯铝，10/g N kg = ）下列结果正确的是
A ．该铝球空心部分的体积为33110m -⨯
B ．该铝球的体积为33310m -⨯
C ．该铝球受到的浮力为20N
D ．该铝球受到的浮力为40N 【答案】C 【解析】 【分析】
根据密度的公式得到铝球实心部分的体积，根据杠杆的平衡条件得到A 端的拉力，铝球在水中受到的浮力等于重力减去A 端的拉力，根据阿基米德原理求出排开水的体积，从而得出球的体积，球的体积减去实心部分的体积得到空心部分的体积． 【详解】
铝球实心部分的体积：3333
2.71102.710/m
kg
V m kg m
ρ
-=
=
=⨯⨯实，
由杠杆平衡的条件可得：F A ×
OA=F B ×OB ，2
3.571
A B OB F F N N OA ==⨯=， 铝球受到的浮力： 2.710/720F G F mg F kg N kg N N =-=-=⨯-=浮， 铝球排开水的体积：33
33
20210110/10/F N V m g kg m N kg
ρ-=
==⨯⨯⨯浮排水， 铝球的体积：3
3
3
3
22210410V V m m --==⨯⨯=⨯球排，
则空心部分的体积：4
3
3
3
3
3
410110310V V V m m m ---=-=⨯-⨯=⨯空球实． 【点睛】
本题考查杠杆和浮力的题目，解决本题的关键知道杠杆的平衡条件和阿基米德原理的公式．
3．如图所示，用滑轮组在4s 内将重为140N 的物体匀速提升2m ，若动滑轮重10N ，石计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。

则在此过程中，下列说法正确的是
A ．拉力F 为75N
B ．绳子自由端向上移动了4m
C ．滑轮组的机械效率约为93.3%
D ．提升200N 重物时，滑轮组机械效率不变 【答案】C 【解析】 【详解】
A ． 由图可知，n =3，不计摩擦及绳重，拉力：
F =
13 （G +G 动）=1
3
×（140N+10N ）=50N ，故A 错误； B ．则绳端移动的距离：s =3h =3×2m=6m ，故B 错误； C ．拉力做功：W 总=Fs =50N ×6m=300J ， 有用功：W 有用=Gh =140N ×2m=280J ，
滑轮组的机械效率：η=
W W 有用总
×100%=
280J
300J
×100%≈93.3%，故C 正确。

D ． 提升200N 重物时，重物重力增加，据η=W W 有用总=Gh Gh G h +动=G G G +动
可知滑轮组机械效率变大，故D 错误。

4．如图所示，轻质杠杆AB，将中点O支起来，甲图的蜡烛粗细相同，乙图的三支蜡烛完全相同，所有的蜡烛燃烧速度相同。

在蜡烛燃烧的过程中，则杠杆
A．甲左端下沉，乙右端下沉B．甲左端下沉，乙仍保持平衡
C．甲右端下沉，乙右端下沉D．甲、乙均能保持平衡
【答案】B
【解析】
【详解】
设甲乙两图中的杠杆长均为l。

图甲中，m左l左= m右l右，燃烧速度相同，∴蜡烛因燃烧减少的质量m′相同，故左边为：
（m左- m′）l左= m左l左- m′l左，
右边为：
（m右- m′）l右=m右l右- m′l右，
因为l左小于l右，所以
（m左- m′）l左= m左l左- m′l左（m右- m′）l右= m右l右- m′l右，
故左端下沉；
图乙中，设一只蜡烛的质量为m
∵2m×l=m×l，
∴直尺在水平位置平衡；
∵三支蜡烛同时点燃，并且燃烧速度相同，
∴三支蜡烛因燃烧减少的质量m′相同，
∵2（m-m′）×l=（m-m′）×l，
∴在燃烧过程中直尺仍能平衡．故选B．
5．如图所示，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了300J的有用功，100J的额外功，则该动滑轮的机械效率为（）
A．75％ B．66．7％ C．33．3％ D．25％
【答案】A
【解析】
试题分析：由题意可知，人所做的总功为W总=W有+W额=300J+100J=400J，故动滑轮的机械效率为η=W有/W总=300J/400J=75%，故应选A。

【考点定位】机械效率
6．如图所示，小明用相同滑轮组成甲、乙两装置，把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲装置所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙装置所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则
A．W1 = W2，η1 =η2B．W1 = W2，η1 <η2
C．W1 < W2，η1 >η2D．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，利用乙滑轮做的额外功多，由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加上
额外功，可以比较出两种情况的总功大小．然后利用η=W
W
有用
总
即可比较出二者机械效率
的大小．
【详解】
（1）因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；
（2）当有用功一定时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少，机械效率就越高；
（3）又因为乙是动滑轮,乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功,利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。

即W1小于W2,η1大于η2.
故选C.
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】
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=1
2 G；
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
3 G；
D．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F=1
2 G．
由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C，C符合题意．
8．下列简单机械中既可以省力，同时又可以改变力的方向的是
A．定滑轮B．动滑轮C．斜面D．滑轮组
【答案】D
【解析】
【分析】
不同机械的优缺点都不一样：动滑轮省力，但不能改变力的方向；定滑轮可以改变方向，但不能省力；斜面只能改变力的大小；滑轮组既可以改变力的大小也可以改变力的方向．【详解】
A、定滑轮只能改变力的方向，不能省力，不符合题意；
B、动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，不符合题意；
C、斜面可以省力，不能改变力的方向，不符合题意；
D、滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向，符合题意；
故选D．
9．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．
10．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．
11．农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。

在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。

不计绳重及摩擦，则下列
判断正确的是（ ）
A ．该滑轮的机械效率η=75%
B ．滑轮所做的有用功为1200J
C ．滑轮自身的重力为100N
D ．绳子自由端移动的距离大小为3m
【答案】A 【解析】 【详解】
AB ．滑轮所做的有用功为：
W 有用=Gh =600N×3m=1800J ，
因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m ，则拉力做的总功为：
W 总=Fs =400N×6m=2400J ，
所以动滑轮的机械效率为：
1800J
×100%=100%=75%2400J
W W η=
⨯有用总， 故A 正确，B 错误；
C ．不计绳重及摩擦，则拉力为：
1
2
F G G =+动（），
那么动滑轮的重为：
G 动=2F-G =2×400N-600N=200N ，
故C 错误；
D ．由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n =2，绳子自由端移动的距离为：
s=nh=2×3m=6m ，
故D 错误； 故选A 。

12．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．
13．甲乙两个滑轮组如图所示 ，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G 1、G 2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A ．若G 1= G 2，拉力做的额外功相同
B ．若G 1= G 2，拉力做的总功相同
C ．若G 1= G 2，甲的机 械效率大于乙的机械效率
D ．用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 【答案】C 【解析】 【详解】
有用功为GH ，若12G G =则有用功相等．对动滑轮做的功为额外功W G H =⨯额动，乙的动滑轮质量大额外功多，因此乙的总功多，机械效率低．答案AB 错，C 对．同一个滑轮组提起不同的重物，有用功不同，额外功相同，机械效率不同，提升重物越重机械效率越高．D 错．
14．如图所示，一根木棒在水平动力（拉力）F 的作用下以O 点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂为L ，动力与动力臂的乘积为M ，则
A ．F 增大，L 增大，M 增大
B ．F 增大，L 减小，M 减小
C ．F 增大，L 减小，M 增大
D ．F 减小，L 增大，M 增大
【答案】C 【解析】 【分析】
找某一瞬间：画出力臂，分析当转动时动力臂和阻力臂的变化情况，根据杠杆平衡条件求解． 【详解】 如图，
l为动力臂，L为阻力臂,由杠杆的平衡条件得：F l=GL；以O点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，l不断变小，L逐渐增大，G不变；由于杠杆匀速转动，处于动态平衡；在公式 F l=GL 中，G不变，L增大，则GL、F l都增大；又知：l不断变小，而F l 不断增大，所以F逐渐增大，综上可知：动力F增大，动力臂l减小，动力臂和动力的乘积M=F l增大；
故选C．
【点睛】
画力臂：
①画力的作用线（用虚线正向或反方向延长）；
②从支点作力的作用线的垂线得垂足；
③从支点到垂足的距离就是力臂．
15．如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是
A．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
B．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C．若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等
D．若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等
【答案】B
【解析】
【分析】
（1）同一滑轮组提起重物不同时，所做的额外功相同，有用功不同，根据机械效率为有用功和总功的比值判断滑轮组机械效率是否变化；
（2）滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功，根据W＝Gh比较两者所做总功之间的关系；
（3）滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功，根据W＝Gh比较两者的大小，再根据机械效率为有用功和总功的比值比较两者机械效率之间的关系；
（4）根据W＝Gh比较有用功的大小．
【详解】
A．用同一个滑轮组提起不同的重物时，额外功不变，但有用功不同，有用功和总功的比值不同，则滑轮组的机械效率不同，故A错误；
BC．若G1=G2，且货物被提升的高度相同，根据W有=G物h可知，两滑轮组所做的有用功相等；
不计绳重和摩擦，拉力所做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功，因甲滑轮组只有1个动滑轮（即动滑轮重更小），所以由W总=（G物+G动）h可知，甲滑轮组做的总功
小于乙滑轮组做的总功，由
W
W
η=有
总
可知，甲滑轮组的机械效率高，故B正确，C错误；
D．两物体被提升的高度相同，动滑轮的重力不同，根据W=G动h可知，甲、乙滑轮组所做的额外功不相等，故D错误．
故选B．
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功．
16．骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿S型路线骑行，他这样做是为了（）A．缩短上坡过程中所走的路程B．减少上坡过程中所做的功
C．减小上坡过程中所施加的力D．缩短上坡过程中所用的时间
【答案】C
【解析】
【详解】
A．上坡时，自行车上升的高度不变，走S形路线所走的路线较长，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形路线所走的路线较长，相当于增长了斜面的长度，斜面越长越省力．C 符合题意．
D．速度一定，走S形路线所走的路线较长，所用的时间较长．D不符合题意．
17．如图甲所示，是建筑工地上的塔式起重机示意图，它是通过电动机带动如图乙所示的滑轮组起吊物料的．如果这个滑轮组把6×103N的重物在10s内匀速提升l0m，绳索自由端的拉力F=2.1×103N，不计一切摩擦和绳重，则下列说法中正确的是
A．拉力做的功是2.1×104J B．拉力F的功率是2.1×103W
C．该滑轮组的动滑轮共重300N D．该滑轮组的机械效率是80%
【答案】C
【解析】
由图乙知道，滑轮组绳子的有效股数是n=3，即绳子自由端移动的距离是：
s=3h=3×10m=30m，所以拉力做的功是：W总=Fs=2.1×103 N×30m=6.3×104 J，故A错误；拉力做功的功率是：P=W总/t=6.3×104N/10s=6.3×103 W，故B错误；若不计绳重和摩擦，则由F=（G+G动）/n可知，动滑轮的总重是：G动 =nF-G=3×2.1×103 N-6×103 N=300N，故C正确；拉力做的有用功是：W有=Gh=6×103 N×10m=6×104 J，滑轮组的机械效率是：η=W有/W 4J/6.3×104J×100%≈95.2%，故D错误，故选C．
总×100%=6×10
18．如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着。

当物块向左匀速运动时，木板始终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，根据杠杆的平衡条件：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。

19．同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计．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】C
【解析】
【详解】
甲为定滑轮，由定滑轮的使用特点可知：绳重和摩擦力不计，G F =甲，并且可以改变力的方向。

乙为动滑轮，12F G G =+乙动（），由题知，G 动=20N ＜G ，因此F F >甲乙。

如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功W 有用一样大，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由ηW W =有用
总 可知，定滑轮的机械效率高，所以ηη>甲乙，故C 正确为答
案，选项ABD 错误。

20．如图所示，一均匀木板AB ，B 端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫有长方形木块C ，恰好使木板水平放置．现有水平拉力F 拉木块C ，在粗糙水平地面上由B 向A 缓慢运动过程中，拉力F 将
A ．变小
B ．不变
C ．逐渐增大
D ．先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】
以杆为研究对象，杆受重力G 和C 对它的支持力F 支，根据杠杆平衡条件可得：F 支•l 支=G •l G ，水平力F 由B 向A 缓慢匀速推动木块，F 支的力臂在增大，重力G 及其力臂l G 均不变，所以根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐减小；由于支持力逐渐减小，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体C 的压力也逐渐减小，根据影响摩擦力大小的因素可知，C 和木板间、C 和地面间的摩擦力逐渐减小，拉力和摩擦力是平衡力，由力的平衡条件可知，水平拉力F 也逐渐减小．。