简单机械知识点梳理及经典练习(超详细)

简单机械知识点梳理及经典练习(超详细)
一、简单机械选择题
1．如图所示，属于费力杠杆的是
A．
用镊子夹物品
B．
用汽水扳子开瓶盖
C．
用手推车推货物
D．
用羊角锤起钉子
【答案】A 【解析】 【详解】 A、用镊子夹物品时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； B、汽水扳子开瓶盖时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； C、用手推车推货物，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； D、用羊角锤起钉子，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆． 故选 A． 【点睛】 此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂； ②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．
【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．
13．如图所示的装置中,物体 A 重 100N,物体 B 重 10N,在物体 B 的作用下,物体 A 在水平 面，上做匀速直线运动，如果在物体 A 上加一个水平向左的拉力 F,拉力的功率为 30W，使 物体 B 匀速上升 3m 所用的时间为（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重）
A．拉力 F 的大小保持不变 衡力
B．拉力 F 和物块重力 G 是一对平
C．这个过程中物块重力所做的功为 1 GL 2
杠杆
D．这个过程中直杆一直都是费力
【答案】C 【解析】
【详解】
A．由图知，杠杆由与竖直方向成 60°角逐渐转到竖直位置时，由于拉力始终水平，所以 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
4．用图中装置匀速提升重为 100N 的物体，手的拉力为 60N，滑轮的机械效率为（ ）
A．16.7%
B．20%
C．83.3%
D．100%
【答案】C
【解析】
【详解】
由图可知，提升重物时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动，则该滑轮为动滑轮；
∴拉力移动的距离 s=2h，
η=
==
==
≈83.3%．
5．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．
11．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。
W G h 1 GL ，故 C 正确； 2
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。
8．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 C．逐渐增大 【答案】A 【解析】
B．不变 D．先减小后增大
【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 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．
3．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 力，所以是为了省力． 故选 B．
相同，由 η=
可知，两装置的机械效率相同，即 η1=η2．故 B 错误；
C、由图可知，G=12N，此时 η=80%，则
η=
=
==
C 错误； D、G 物=6N 时，机械效率
η=
×100%=
×100%=
故选 D．
=
，即 80%=
，解得 G 动=3N，故
×100%=
×100%≈66.7%．故 D 正确．
A．1s B．2s C．3 s D．4s 【答案】B 【解析】分析：（1）物体 A 在物体 B 的作用下向右做匀速直线运动，A 受到的摩擦力和挂 钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。 （2）拉动 A 向左运动，A 受到水平向左的拉力 F 和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平 衡，可求出拉力。 （3）利用滑轮组距离关系，B 移动的距离是 A 移动距离的 3 倍，求出 A 移动的距离，则拉
力所做的功为
，再利用
求出做功时间。
解答：不计滑轮与轴ຫໍສະໝຸດ Baidu间的摩擦、不计绳重和滑轮重，物体 A 在物体 B 的作用下向右做匀
速直线运动时，
。拉动 A 向左运动时，A 受到向右的拉力
不变，摩擦力的方向向右，此时受力如图：
；
，则
，因此拉力 F 做
功：
，所用时间为
。
故选：B。
【点睛】此题注意分析滑轮组的绳子段数，确定所使用的公式，做好受力分析是解题关
15．分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在 5s 内将重为 100N 的物体 G 匀速提升 2m， 每个滑轮的重均为 10N．不计绳重及摩擦，此过程中（ ）
A．拉力 F 甲小于拉力 F 乙 B．F 甲做的功大于 F 乙做的功 C．甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率 D．F 甲做功的功率等于 F 乙做功的功率
键。
14．用 F1 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 F2 ， 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 F2h
B．额外功为 F2L－F1h C．总功为（F1+F2）L
D．机械效率为 F1 F2
【答案】B
功，所以总功一定大于有用功；由公式 η=
知：机械效率一定小于 1，即同一滑轮组
机械效率 η 随 G 物的增大而增大，但最终不能超过 100%，故 A 错误； B、G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示，
因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳 重及摩擦时，额外功：W 额=G 轮 h，即额外功 W 额相同，又因为 W 总=W 有+W 额，所以总功
5N；
，所以 G=9N，故选项 D 正确；
故选 D．
7．如图所示，一长为 L 的直杆可绕 O 点转动，杆下挂一所受重力为 G 的物块，刚开始直 杆与竖直方向夹角为 60º.为了安全下降物块，用一个始终水平向右且作用于直杆中点的拉 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于平衡状态），则下列 说法正确的
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：
右边为：
（m 左- m′）l 左= m 左 l 左- m′l 左，
（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
【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 F1h，故 A 错误；BC.B. 拉力所做的总功：W 总 F2L，额外功 W 额 W 总 - W 有 F2L - F1h ，故 B 正确，C 错误；D.
机械效率 η W有 F1h?，故 D 错误．故选 B. W总 F2L
2．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。
【答案】D 【解析】 【详解】 由题可知,甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度,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,甲乙中均只有一个动滑轮,且动滑轮的重相同,由 W 额＝G 动 h 可知 W 甲额＝W 乙额，因为 W 总＝W 有+W 额,所以 W 总甲＝W 总乙。A. 由图可知,n1＝
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。
12．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
10．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）
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。
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
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，不作用在一个物体上，所以不是一对平衡 力，故 B 错误；
C．杠杆由与竖直方向成 60°角时，杠杆右端高度 h 1 L ，转到竖直位置时杠杆下端高度 2
降到 L 处，所以物体下降高度 h L 1 L 1 L ，所以物体重力做功 22
9．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率 η 与物重 G 物的关系，改变 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 列说法正确的是（ ）
A．同一滑轮组机械效率 η 随 G 物的增大而增大，最终将超过 100% B．G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变 C．此滑轮组动滑轮的重力为 2N D．当 G 物=6N 时，机械效率 η=66.7% 【答案】D 【解析】 【详解】 A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外
【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．
故左端下沉； 图乙中，设一只蜡烛的质量为 m
（m 右- m′）l 右= m 右 l 右- m′l 右，
∵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．