【专项习题】湛江初中物理简单机械专项小结(含答案解析)

【专项习题】湛江初中物理简单机械专项小结（含答案解析）
一、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，利用动滑轮提升一个重为G的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为60%．要使此动滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的物块的个数为（）
A．3 个B．4 个C．5 个D．6 个
【答案】D
【解析】
【详解】
不计绳重和摩擦，，，要使，则．
4．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．
5．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．
6．如图所示的滑轮组上:挂两个质量相等的钩码A B,放手后将出现的现象是（忽略滑轮重,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：利用动滑轮、定滑轮的省力特点分析解答此题。

定滑轮只能改变力的方向，不能省力，动滑轮可以省一半的力。

解答：B所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，A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B拉起只需A重力的一半即可，所以A下降，B上升。

故选：A。

【点睛】此题考查了动滑轮、定滑轮的省力特点，难点是判断动滑轮和定滑轮，属于基础题目。

7．轻质杠杆AB可绕中点O自由转动，现在其A端和B端分别施以大小相等的力F1和
F2，它们的方向如图所示，则下列说法中正确的是
A．杠杆会沿顺时针方向转动
B．杠杆会沿逆时针方向转动
C．杠杆会保持平衡
D．无法判读杠杆转动方向
【答案】A
【解析】
【详解】
由图知道，O为杠杆的支点，分别从O点向两力的作用线作垂线交两力的作用线于点C、D，则力F1和F2的力臂分别为OC、OD，如下图所示：
因OA=OB，由几何知识知道，
故OC＜OD
又因为F1和F2的大小相等，由平衡条件知道，力与力臂乘积的大小关系是：
F1×OC＜F2×OD，
所以，杠杆不能平衡，杠杆会沿顺时针方向转动，即只有A正确。

8．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．
9．如图所示，甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面，长度分别为4 m 、5 m，高度相同．两个工人分别用沿斜面向上的拉力F甲、F乙把完全相同的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乙所做的功分别为W甲、W乙，功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列说法正确的是（）
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，所以W 有=W 总，即Gh =Fs ，可得：
45
5
4
Gh F Gh F ==甲乙，故A 正确；
B ．因为W 有=W 总=Gh ．两斜面高相同，工件也相同，所以两力做功相等，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，两次做功的效率都为100%，所以η甲∶η乙＝1：1．故D 错误．
10．如图，用滑轮组将600N 的重物在10s 内匀速提升了2m ，动滑轮重为100N （不计绳重和摩擦），下列说法正确的是
A ．绳子自由端拉力的功率是70W
B ．滑轮组的机械效率是85.7%
C ．提升重物的过程中所做的额外功是400J
D ．提升的重物变成400N 时，滑轮组的机械效率将变大 【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 =
12（G +G 轮）=1
2
（600N+100N ）=350N ， 拉力端移动距离：
s =2h =2×2m=4m ，
总功：
W总=Fs=350N×4m=1400J，拉力的功率：
P=W
t
总=
1400J
10s
=140W；
故A错；
B．有用功：
W有用=Gh=600N×2m=1200J，滑轮组的机械效率：
η=W
W
有
总
=
1200J
1400J
≈85.7%，
故B正确；
C．提升重物的过程中所做的额外功：
W额=W总﹣W有用=1400J﹣1200J=200J，
故C错；
D．当提升重物的重力减小为400N，做的有用功就变小，而额外功几乎不变，有用功和总功的比值变小，故滑轮组的机械效率变小，故D错；
11．如图，O为拉杆式旅行箱的轮轴，OA为拉杆．现在拉杆端点A处施加一竖直向上的力F，使箱体从图示位置绕O点缓慢逆时针转至接近竖直位置．则力F的大小
A．一直变大B．始终不变
C．一直变小D．先变小后变大
【答案】B
【解析】
【详解】
由题意可知，箱体的重力不变，也就是杠杆的阻力大小不变，动力F竖直向上，重力G竖直向下，这两个力的方向始终平行，根三角形的相似性可知，动力臂与阻力阻的比值是不变的，根据杠杆的平衡条件可知动力与阻力的比值也是不变的，由于阻力不变，所以动力F的大小是始终不变的，故应选B．
12．如图所示，物体浸没在水中，工人用200N的拉力F在10s内将重为400N的物体匀速提升2m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是80%，不计绳重和摩擦，
g=10N/kg，则下列说法中正确的是（）
A ．物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为40W
B ．物体在水中受到的浮力为320N
C ．物体的体积为8×10-3m 3
D ．物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80% 【答案】C 【解析】 【详解】
A ．由图知，n =2，拉力端移动的距离：s =2h =2×2m=4m ，拉力端移动的速度：v=s/t =4m/10s=0.4m/s ，拉力的功率：P=Fv =200N×0.4m/s=80W ，故A 错；
B ．滑轮组的机械效率：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 得物体的体积：V=V 排 =F 浮/ρ水g =80N/1×103kg/m 3×10N/kg=8×10-3 m 3 ，故C 正确；
D ．物体露出水面后，没有了浮力，相当于增加了提升物体的重，增大了有用功，不计绳重和摩擦，额外功不变，有用功和总功的比值变大，此滑轮组提升该物体的机械效率将大于80%，故D 错。

13．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，
1
2
F 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η
W
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。

14．如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦．若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是
A．甲更省力，甲机械效率大
B．乙更省力，机械效率一样大
C．乙更省力，乙机械效率大
D．甲更省力，机械效率一样大
【答案】B
【解析】
【详解】
由图可知，作用在乙上绳子的股数是3，更省力些；用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦，只克服动滑轮重做额外功，若每个滑轮质量相同，则提升相同高度时，甲乙所做的有用功和额外功均相同，故机械效率一样大．故本题正确选项是B．
15．C点为硬棒AD的重心，硬棒可绕A点转动。

在棒的B点施加力F1，F1的方向沿OO'线，棒在图所示位置处于静止状态。

则
A．F1>G B．F1=1
2G
s s
C ．重力的力臂等于S 1
D ．F 1方向沿OO ′线向下
【答案】A
【解析】
【详解】 AB ．由图像可得，A 点到F 1的距离为s 2，若令A 点到重力的距离为s 3，根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”可知
123F s G s ⨯=⨯
可以推出 3
12
s F G s =
由于 32s s >
可得
1F G >
故A 选项正确，符合题意，B 选项错误，不符合题意；
C ．重力的力臂为支点A 到重力的距离，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 ．F 1与G 在支点同侧，重力方向竖直向下，所以F １的方向应该向上，故D 选项错误，不符合题意。

16．如图所示，在斜面上将一个重9N 的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为5N ，斜面长3m ，高1m 。

则下列说法中不正确．．．
的是：
A ．该过程中做的有用功为9J
B ．这个斜面的机械效率为60%
C ．物体所受到的摩擦力是5N
D ．减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率
【答案】C
【解析】
【分析】
（1）根据公式W=Gh 求拉力做的有用功；
（2）根据W=Fs 求拉力F 对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比； （3）克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功，利用W 额=fs 求摩擦力；
（4）提高斜面的机械效率的方法：减小摩擦力、增大斜面的倾斜程度。

【详解】
A 、拉力做的有用功：W 有用=Gh=9N×1m=9J ，故A 正确，不符合题意；
B 、拉力F 对物体做的总功：W 总=Fs=5N×3m=15J ，斜面的机械效率
，
故B 正确，不符合题意；
C 、克服摩擦力所做的额外功：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 、减小斜面与物体间的摩擦，可以减小额外功，有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值变大，可以提高斜面的机械效率，故D 正确，不符合题意。

故选C 。

【点睛】
本题考查斜面的机械效率的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是解决本题的关键。

17．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．
18．下列几种方法中，可以提高机械效率的是
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的比值，总功等于有用功和额外功之和，所以有用功一定，增大额外功时，总功增大，因此有用功与总功的比值减小，故A 不符合题意；
B ．额外功不变，增大有用功，总功变大，因此有用功与总功的比值将增大，故B 符合题意；
C ．有用功不变，总功增大，则有用功与总功的比值减小，故C 不符合题意；
D ．因为总功等于有用功和额外功之和，所以总功一定，增大额外功，有用功将减小，则有用功与总功的比值减小，故D 不符合题意．
19．如图所示，定滑轮重4N ，动滑轮重0.5N ，在拉力F 的作用下，1s 内将重为4N 的物体A 沿竖直方向匀速提高了10cm ．如果不计绳重和摩擦．则以下计算结果正确的是
A ．绳子自由端移动速度为0.3m/s
B ．拉力F 的大小为4N
C ．拉力F 的功率为0.45W
D ．滑轮组的机械效率为75%
【答案】C
【解析】
【详解】
由图知道，承担物重的绳子的有效股数是：n =2，
A ．绳端移动的距离是：
s =2h =2×0.1m=0.2m ，
绳子自由端移动的速度是：
0.2m 0.2m/s 1s
s v t === ， 故A 错误； B ．不计绳重和摩擦，则拉力()()11=4N 0.5N 2.25N 2F G G n =
+⨯+=动， 故B 错误；
C ．拉力做的总功：W 总 =Fs =2.25N×0.2m=0.45J ，拉力F 的功率：
0.45J 0.45W 1s
W P t ===总 ， 故C 正确；
D ．拉力做的有用功W 有 =Gh =4N×0.1m=0.4J ，滑轮组的机械效率是：
0.4J 100%100%0.45J
W W η=⨯=⨯有总≈88.9%， 故D 错误。

20．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 总×100%=6×104J/6.3×104J×100%≈95.2%，故D 错误，故选C ．。