【物理】九年级物理简单机械易错剖析

【物理】九年级物理简单机械易错剖析
一、简单机械选择题
1．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．
2．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=1
3
（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。

3．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，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，则
A ．W 1 = W 2 η1 = η2
B ．W 1 = W 2 η1 < η2
C ．W 1 < W 2 η1 > η2
D ．W 1 > W 2 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、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面”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100%W W 有总
η=⨯即可比较出二者机
械效率的大小． 【详解】
因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；根据W W η=
有
总
可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高．而乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低．即1212W W ηη＜，＞． 【点睛】
本题考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点，比较简单，主要是学生明确哪些是有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小．
4．物体做匀速直线运动，拉力F=60N ，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，则物体受到的摩擦力是
A ．60 N
B ．120 N
C ．20 N
D ．180 N 【答案】D 【解析】 【分析】
分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，根据得到
物体受到的摩擦力。

【详解】
从图中得到动滑轮上的绳子段数为3，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，物体受到的摩擦力：f=3F=3×60N=180N。

故选D。

【点睛】
本题考查滑轮组的特点，解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。

5．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＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦）．则下列选项正确的是
A．F1＞F2；η1＝η2；P1＝P2B．F1＞F2；η1＞η2；P1＞P2
C．F1＜F2；η1＜η2；P1＜P2D．F1＜F2；η1＞η2；P1＞P2
【答案】A
【解析】
【详解】
不计绳重及摩擦，因为拉力F＝1
n
（G+G轮），n1＝2，n2＝3，所以绳子受到的拉力分别
为：F1＝1
2
（G1+G轮），F2＝
1
3
（G2+G轮），故F1＞F2；故CD错误；
因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额＝G轮h，W有用＝G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同；
由η＝W
W
有用
总
可知，机械效率相同，η1＝η2；
又因为所用时间相同，由P＝W
t
可知，拉力做功的功率P1＝P2，故B错误，A正确．
故选A．
6．如图所示，动滑轮重为1 N，拉力F为5 N，则重物G和弹簧秤读数为
A．G为4 N，弹簧秤读数为5 N
B．G为9 N，弹簧秤读数为10 N
C．G为10 N，弹簧秤读数为5 N
D．G为9 N，弹簧秤读数为5 N
【答案】D
【解析】
此时弹簧秤与拉力F共同承担重物和滑轮的重力，因拉力F为5N，所以弹簧秤读数也为
5N；，所以G=9N，故选项D正确；
故选D．
7．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（）
A．重力做的功是有用功
B．拉力F1做的功是额外功
C．绳子自由端的拉力F做的功是总功
D．该滑轮的机械效率可能等于100%
【答案】C
【解析】A、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功为有用功，故A错；
B、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功，即拉力F1做的功为有用功，克服绳与动滑轮之间的摩擦、克服动滑轮和绳重而做的功为额外功，故B 错；
C、绳子自由端的拉力F做的功包括有用功、额外功，为总功，故C正确；
D、在拉动物体的过程中要克服绳与动滑轮之间的摩擦、要克服动滑轮和绳重而做一定的额外功，使得有用功小于总功，该滑轮的机械效率总小于100%，故D错．
故选C．
8．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．
9．关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（）
A．做的有用功越多，机械效率一定越高B．单位时间内做功越多，机械效率一定越高
C．省力越多的机械，机械效率一定越高D．额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
【答案】D
【解析】
【详解】
A、做功多，有用功不一定多，有用功占总功的比例不一定高，所以机械效率不一定高，故A错误；
B、有用功占总功的比例与单位时间内做功多少无关，故B错误；
C、省力多的机械的机械效率往往偏低，故C错误；
D、额外功在总功中所占比例越小，说明有用功在总功中所占的比例越大，机械效率就越高，故D正确；故选D．
【点睛】
①总功＝有用功+额外功；②有用功和总功的比值叫机械效率；③由机械效率的定义可知，机械效率的高低只与有用功在总功中所占的比例有关，与做功多少、功率大小无关．
10．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．
11．用F 1的拉力直接将重为G 的物体A 匀速提升h （如图甲）；换用斜面把物体A 匀速提升相同的高度，拉力为F 2 ， 物体沿斜面运动的距离为L （如图乙），利用斜面工作过程中
A ．有用功为F 2h
B ．额外功为F 2L －F 1h
C ．总功为（F 1+F 2）L
D ．机械效率为1
2
F F
【答案】B 【解析】
A.借助斜面做的有用功即为克服物体重力所做的功，则W 有=Gh =F 1h ，故A 错误；BC.
B.拉力所做的总功：W 总=F 2L ，额外功W 额= W 总-W 有= F 2L - F 1h ，故B 正确，C 错误；D. 机械效率η1
2Fh?F L
W W =
=
有总
，故D 错误．故选B.
12．如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F 1和F 2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）．下列说法正确的是（ ）
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲、乙两滑轮组的机械效率相同
C．甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械
D．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等
【答案】B
【解析】
【详解】
不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G物+G动），n1=2，n2=3，所以绳端的拉力：F1=（G物
+G动），F2=（G物+G动），所以F1＞F2，故A错误；
因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G动h，W有用=G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；因为η=，所以两滑轮组的机械效率相
同，故B正确；
使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故C错误；
因为绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，所以s1=2h，
s2=3h，则s1≠s2，故D错误；
13．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=G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦）．则下列选项正确的是
A．F1＞F2 η1＜η2 P1＜P2B．F1＞F2 η1=η2 P1=P2
C．F1＜F2η1＜η2 P1＜P2D．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．
14．如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。

则每个动滑轮的重力为（）
A．3N B．6N C．11N D．22N
【答案】B
【解析】
【分析】
分析可知滑轮组承担物重的绳子股数n，不计绳重和摩擦力，拉力F＝1
n
（G+G轮），因为
拉力相同，据此列方程求动滑轮的重力。

【详解】
由图知，承担物重的绳子股数分别为：n1＝3，n2＝2，滑轮的重力相等，设动滑轮的重力
为G轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：F1＝1
3
（G1+G轮），F2＝
1
2
（G2+G轮），
由题知F1＝F2，所以1
3
（G1+G轮）＝
1
2
（G2+G轮），即：
1
3
（60N+G轮）＝
1
2
（38N+G
轮
），
解答动滑轮的重力：G轮＝6N。

故选：B。

15．为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是（）
A ．用动滑轮提升重物上升h 高度，测力计也上升h 高度
B ．若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少
C ．减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D ．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力 【答案】C 【解析】 【详解】
A ．用动滑轮提升重物上升h 高度，因为有两段绳子承重，所以测力计上升2h 高度，故A 错误；
B ．拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮时是否省力还取决于动滑轮的重和摩擦力的大小，而因为要提起动滑轮做功，故做功较多，故B 错误；
C ．减小动滑轮质量，可以减小额外功，根据+W W W W W η==
有用有用总
有用额外
可知，可以提高动
滑轮的机械效率，故C 正确．
D ．用定滑轮拉重物，拉力的力臂为滑轮的半径，所以向各个方向的拉力都相等，故D 错误． 【点睛】
重点理解机械效率为有用功与总功的比，有用功不变，当额外功减小时，总功减小，所以机械效率会提高．
16．如图所示的是工人在平台上通过滑轮组向上拉起重物G 的情景．已知重物G 所受的重力为700 N ，当他沿水平方向用400 N 的力拉重物G 时，重物G 恰好做匀速直线运动．不计绳重及摩擦，下列说法正确的是
A ．该滑轮组的动滑轮所受的重力为100 N
B ．若工人拉动绳子的速度为0.5 m/s ，则4 s 后，绳子的拉力所做的功为1 400 J
C ．当工人用等大的力使绳子以不同速度匀速运动，且绳端运动相同的距离时，工人所做的功大小不同
D ．若将重物G 换为质量更大的物体，则在不改变其他条件的情况下，工人将更省力 【答案】A 【解析】
A 、不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，1
2
F G G =+物动（）， 滑轮组的动滑轮所受的重力：G 动=2F -G 物=2×400N -700N=100N ，故A 正确； B 、绳子移动的距离，s =vt =0.5m/s×4s=2m，
绳子的拉力所做的功：W=Fs=400N×2m=800J，故B错误；
C、工人所做的功，等于绳子的拉力与绳子移动距离的乘积，与绳子的不同速度无关，大小W=Fs，工人所做的功相同，故C错误；
D、不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，
1
2
F G G
=+
物动
（），当重物G换为质量更
大的物体时，F将变大，更费力，故D错误．
故选A．
17．用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计绳重与摩擦，则
A．利用滑轮组所做的有用功是450J
B．绳子自由端移动的速度是0.9m/s
C．拉力的功率是99W
D．滑轮组的机械效率是80%
【答案】C
【解析】
利用滑轮组所做的有用功：W有=Gh=300N×3m=900J，故A错误；拉力做的功：W总=（G+G 动
）h=（300N+30N）×3m=990J，拉力的功率：P=W/t=990W10s=99W，故C正确；滑轮组的机械效率：η=W有/W总×100%=900J/990J×100%≈90.9%，故D错误；由图可知，n=2，则绳端移动的距离：s=nh=2×3m=6m，绳子自由端移动的速度：v=s/t=6m/10s=0.6m/s，故B错误，故选C。

18．如图所示的滑轮组上挂两个质量相等的钩码A、B，放手后将出现的想象是（滑轮重、绳重及摩擦不计）
A．下降B．B下降C．保持静止D．无法确定
【答案】B
【解析】
不计绳子、滑轮的重力和摩擦，B所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，B所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力；A与B质量相等，重力相等，将A拉起只需B重力的一半即
可，所以B下降，A上升．故选B.
点睛：利用动滑轮、定滑轮的省力特点分析解答此题．动滑轮可以省一半力，定滑轮不能省力．
19．某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图所示的两种方式搬运，F1和F2做功的情况，以下判断正确的是（）
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．两种方式所做的总功一定相等
D．两种方式所做的有用功一定相等
【答案】D
【解析】
【详解】
A．有用功相同，总功不同，机械效率等于有用功和总功的比值，所以机械效率也不同，故A错误．
B．搬运时间不知道，无法比较功率的大小，故B错误．
C．但额外功不同，总功等于额外功与有用功之和，所以总功不同，故C错误，
D．两只搬运方式所做的有用功根据公式W=Gh可知是相同的，故D正确．
20．如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。

对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是
A．杠杆的动力臂为8cm B．该杠杆为费力杠杆
C．该杠杆的阻力大小为0.5N D．动力F的大小为1.5N
【答案】B
【解析】
【详解】
A、当动力在A点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂是：1
2
OA=
1
2
×4×2cm=4cm，故
A错误；
B、阻力臂OB，3×2cm=6cm＞1
2
OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正
确；
C、该杠杆的阻力大小为：G=4×0.5N=2N，故C错误；
D、根据杠杆的平衡条件，F1l1=F2l2，G×OB=F×1
2
OA，代入数据，2N×8cm=F×4cm，解得，
F=4N，故D错误。