2020-2021年 简单机械练习题(含答案)

力和提升的高度（斜面高），根据公式 W＝Gh 可求重力做功，即提升物体所做的有用
功；（3）求出了有用功和总功，可利用公式 η＝ W有用 计算出机械效率；（4）总功减去 W总
有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据 W 额＝fs 求出物体所受斜面的摩擦力．
10．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
9．在斜面上将一个质量为 5kg 的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为 40N，斜面长 2m、高 1m.（g 取 10N/kg）.下列说法正确的是（ ）
A．物体沿斜面匀速上升时，拉力大小等于摩擦力
B．做的有用功是 5J
C．此斜面的机械效率为 62.5%
D．物体受到的摩擦力大小为 10N
【答案】C
（4）根据公式 P=Fv 求出乙方式 F2 的功率。
【详解】
A、甲图，F1 为动力，已知 OB=2OA，即动力臂为阻力臂的 2 倍，由于不计摩擦、杠杆自 重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即 F1=150N；由图乙可知，n=3，不计绳重
和摩擦，则
F2
1 3
(G
G动 )
1 (300N 3
60N )
2020-2021 年 简单机械练习题(含答案)
一、简单机械选择题
1．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是
A．B 点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力 B．B 点是支点，物体 A 放在车厢前部可省力 C．C 点是支点，物体 A 放在车厢后部可省力 D．C 点是支点，物体 A 放在车厢前部可省力 【答案】C 【解析】 【详解】 由图可知车厢绕着点 C 转动,所以 点 C 为支点;
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 G； 2
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 G； 3
D．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由 2 股，则 F= 1 G． 2
×100%＝ ×100%＝
×100% 83.33%，故 D 正确。故选 C.
【点睛】
由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数 n＝3，则拉力 F 移动的距离 s＝3h．（1）
已知滑轮组绳子的段数 n 和拉力 F 拉，物体静止，设滑轮组对物体的拉力 F′，其关系为 F
拉＝ （F′+G 动）；地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力 G 减去整 个滑轮组对物体的拉力 F′；（2）由 F-t 图象得出在 1～2s 内的拉力 F，由 h-t 图象得出重物 上升的高度，求出拉力 F 的作用点下降的距离，利用 W＝Fs 求此时拉力做功．（3）由 F-t 图象得出在 2～3s 内的拉力 F，由 v-t 图象得出重物上升的速度，求出拉力 F 的作用点下降 的速度，利用 P＝Fv 求拉力做功功率，知道拉力 F 和物重 G 大小，以及 S 与 h 的关系，利 用效率求滑轮组的机械效率．
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．
11．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
50J 80J
×100%
＝62.5%，故 C 正确；D. 克服摩擦力所做的额外功：W 额＝W 总−W 有＝80J−50J＝30J，由 W
额＝fs 可得,物体受到的摩擦力：f＝ W额 ＝ 30J ＝15N，故 D 错误．故选 C. s 2m
点睛：（1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物体的重
A．物体上升的速度是 2.5m/s C．拉力 F 的功率为 40W 【答案】D 【解析】
B．拉力 F 大小为 400N D．拉力 F 的功率为 80W
【详解】
A．由 v s 得体的速度： t
v h 2m 0.4 m s t 5s
故 A 项不符合题意；
B．图可知，绳子段数为 n 2 ，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，则拉力：
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．
12．如图所示，用一滑轮组在 5s 内将一重为 200N 的物体向上匀速提起 2m，不计动滑轮 及绳自重，忽略摩擦。则
8．为了将放置在水平地面上重为 100N 的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组 装置。当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力 F 拉绳时，物体的速度 v 和物体上升 的高度 h 随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下 列计算结果不．正．确．的是
A．0s～1s 内，地面对物体的支持力大于 10N B．1s～2s 内，物体在做加速运动 C．2s～3s 内，拉力 F 的功率是 100W D．2s～3s 内，滑轮组的机械效率是 83.33% 【答案】C 【解析】 【详解】 （1）由图乙可知,在 0∼1s 内,拉力 F＝30N.取动滑轮和重物为研究对象,受到向下的重力 G 和 G 动,向上的支持力 F 支,及三根绳子向上的拉力 F′作用，处于静止状态；地面对重物的支 持力 F 支＝G−F′＝G−3F 拉+G 动＝100N−3×30N+G 动＝G 动+10N 10N，故 A 正确；（2）由图 丙可知，1s～2s 内，物体在做加速运动，故 B 正确；（3）由图可知在 2∼3s 内,重物做匀速
【解析】
A. 沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故 A 错误；
B. 所做的有用功：W 有用＝Gh＝mgh＝5kg×10N/kg×1m＝50J，故 B 错误；C. 拉力 F 对物体
做的总功：W
总＝Fs＝40N×2m＝80J；斜面的机械效率为：η＝
W有用 W总
×100%＝
力，所以是为了省力． 故选 B．
7．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（ ） A．功率大的机械，做功一定多 B．做功多的机械，效率一定高 C．做功快的机械，功率一定大 D．效率高的机械，功率一定大 【答案】C 【解析】 试题分析：根据功、功率、机械效率的关系分析．功率是单位时间内做的功的多少，机械 效率是有用功与总功的比值． 解：A、说法错误，功率大，只能说明做功快； B、说法错误，由于机械效率是有用功与总功的比值，故做功多，不一定机械效率就大； C、说法正确； D、说法错误，机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大． 故选 C．
4．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 【答案】D 【解析】 【详解】
B．4 个
不计绳重和摩擦，
．
C．5 个
D．6 个
，
，要使
，则
5．工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为 300N 的货物从图示位置向上缓慢提升 0.5m。F1、F2 始终沿竖直方向；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，则下列说法正确的是
运动,v3＝2.50m/s,拉力 F3＝40N，因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股 数）n＝3，所以拉力 F 的作用点下降的速度 v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功功率 （总功率）:P 总＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W，故 C 错误；滑轮组的机械效率：η＝
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 受到的滑动摩擦力是 80 N D．物体 A 受到的滑动摩擦力是 40 N 【答案】D 【解析】 【详解】 AB．根据二力平衡的条件进行分析,因为有两条绳子作用在动滑轮上,所以作用在物体 A 上 的水平拉力 F=2×20 N=40 N;故 AB 错误； CD．因为物体匀速运动,所以摩擦力等于作用在 A 上的水平拉力,大小为 40 N，故 C 错误， D 正确。
120N
，故
A
错误；
B、甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物
的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力 F1 为 150N 不变，故 B 错误； C、不计绳重和摩擦，乙方式的有用功为：W 有用=Gh=300N×0.5m150J，故 C 错误； D、乙方式中 F2=120N，绳子的自由端的速度为 v 绳=0.01m/s×3=0.03m/s，则乙方式 F2 的功
率为： P W t
F2 s绳 t
F2v绳
120N 0.03m / s
3.6W
，故 D 正确。
பைடு நூலகம்
故选 D。
6．山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈“S”形，目的是 A．加快上山时的速度 B．省力 C．减小对物体的做功 D．工作中养成的生活习惯 【答案】B 【解析】 斜面也是一种简单机械，使用斜面的好处是可以省力． 挑物体上山，其实就是斜面的应用，走 S 形的路线，增加了斜面的长，而斜面越长，越省
F 1 G 1 200N 100N 22
故 B 项不符合题意； CD．绳子自由端移动的速度：
v绳 2v物 2 0.4 m s 0.8 m s
拉力 F 的功率：
P W Fs Fv 100N 0.8m s 80W tt
故 C 项不符合题意，D 项符合题意。
13．如图所示的装置,重 100 N 的物体 A 在水平面做匀速直线运动,作用在绳自由端的拉力 F 是 20 N,则下列判断正确的是（不计滑轮重和滑轮间摩擦）
当物体 放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,因此省力，所以选项 ABD 都不正确，故答案 为 C.
2．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．
A．甲乙两种方式都省一半的力
B．甲方式 F1 由 150N 逐渐变大
C．乙方式的有用功是 180J
D．乙方式 F2 的功率为 3.6W 【答案】D
【解析】
【分析】
（1）根据杠杆的特点和动滑轮的特点分析甲乙两种方式的省力情况；
（2）根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式 F1 的变化；
（3）根据 W 有用=Gh 可求乙方式的有用功；
3．如图，小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从 1 楼地面缓慢地提到 2 楼地面，用甲滑轮
所做的功为 W1，机械效率为1 ；用乙滑轮所做的总功率为 W2，机械效率为2 ，若不计绳
重与摩擦，则（ ）
A．W1＜W2，η1＞η2 B. W1=W2，η1＜η2
C．W1＞W2 , 1 ＜2 D．W1=W2 , 1 =2
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•lG，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 lG 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
【答案】A 【解析】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 η ＝ W有 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 W总
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 W1<W2,η1>η2.故选 C.