简单机械练习题(含答案)

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 =η2 C．W1 < W2，η1 >η2 【答案】C 【解析】 【分析】
B．W1 = W2，η1 <η2 D．W1 > W2，η1 <η2
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，工人用 250N 的力 F 将重为 400N 的物体在 10s 内匀速提升 2m，则此过程 中
A．工人做的有用功为 800J
B．工人做的总功为 500J
C．滑轮组的机械效率为 60%
D．拉力做功的功率为 20W
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有用 即可比较出二者机械效率 W总
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；
【答案】A
【解析】
【详解】
A．工人做的有用功：
W有 Gh 400N 2m 800J ，
A 选项正确。
B．绳子的自由端移动的距离是 4m，工人做的总功：
W总 Fs 250N 4m 1000J ，
B 选项错误。
C．滑轮组的机械效率：
W有 800J 80% ， W总 1000J
C 选项错误。
C．20N
D．40N
【答案】B
【解析】
【分析】
杠杆的平衡条件
【详解】
使金属杆转动的力是金属杆的重力，金属杆重心在中心上，所以阻力臂为：
L1=0.8m， 取当拉力 F=20N，由图象可知此时阻力臂：
根据杠杆的平衡条件有：
L2=0.4m，
所以
GL1=FL2
解得：
G×0.8m=20N×0.4m
G=10N
2．在生产和生活中经常使用各种机械，使用机械时 A．功率越大，做功越快 B．做功越多，机械效率越高 C．做功越快，机械效率越高 D．可以省力、省距离，也可以省功 【答案】A 【解析】 【分析】 （1）功率是表示做功快慢的物理量，即功率越大，做功越快； （2）机械效率是表示有用功所占总功的百分比；即效率越高，有用功所占的比例就越大；
5．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．
50J 80J×10Fra bibliotek%＝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
3
3
3
n=2，对物体做的有用功：W
有=Gh=150N×1m=150J，由
W有
η=
W总
，得：W
总
= W有
150J
=
60%
=250J，所以
W
额=W
总-W
有=250J-150J=100J；因为不计绳重和摩擦，W
额=G
轮
h，因此动滑轮重：G 轮= W额
100J
=
=100N，拉力
F 的大小：F=
1
（G
物+G
D．拉力做功的功率：
D 选项错误。
P W 1000J 100W ， t 10s
14．用图 3 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】D 【解析】 【详解】 由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力；乙滑轮是动 滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则手的拉力： F 甲＞F 乙；两幅图中的 W 有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑
又知道滑轮组的机械效率，利用效率公式求总功，求出了有用功和总功可求额外功，不计
绳重和摩擦，额外功 W 额=G 轮 h，据此求动滑轮重；
不计摩擦和绳重，根据 F= 1 （G 物+G 轮）求拉力大小． n
【详解】
对左图滑轮组，承担物重的绳子股数 n=3，对物体做的有用功：W 有=Gh=150N×1m=150J，
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．
故选 D．
8．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
（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，动滑轮重为 1 N，拉力 F 为 5 N，则重物 G 和弹簧秤读数为
11．物理兴趣小组用两个相同滑轮分别组成滑轮组匀速提起质量相同的物体，滑轮的质量 比物体的质量小，若不计绳重及摩擦，提升重物的高度一样，对比如图所示甲、乙两滑轮 组，下列说法正确的是
A．甲更省力，甲的机械效率大 B．乙更省力，乙的机械效率大 C．乙更省力，甲、乙机械效率一样大 D．甲更省力，甲、乙机械效率一样大 【答案】D 【解析】
（3）功率和效率是无必然联系的； （4）使用任何机械都不省功． 【详解】 A．功率是表示做功快慢的物理量，故做功越快功率一定越大，故 A 正确； B．机械效率是表示有用功所占总功的百分比，故做功多，而不知道是额外功还是有用 功，所以无法判断机械效率，故 B 错误； C．由于功率和效率没有直接关系，所以功越快，机械效率不一定越高，故 C 错误； D．使用任何机械都不省功，故 D 错误． 故选 A．
由
W有
η=
W总
，得：W
总=
W有
150J
=
60%
=250J，因此，W
额=W
总-W
有=250J-150J=100J；因为不
计绳重和摩擦，W 额=G 轮 h，所以动滑轮重：G 轮= W额
100J
=
=100N，拉力
F 的大小：
h 1m
F= 1 （G 物+G 轮）= 1 （150N+100N）= 250 N；对右图滑轮组，承担物重的绳子股数
3．用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重 150N 的物体匀速提升 1m，不计摩擦和
绳重时，滑轮组的机械效率为 60%．则下列选项错误的是（ ）
A．有用功一定是 150J
B．总功一定是 250J
C．动滑轮重一定是 100N
D．拉力大小一定是 125N
【答案】D
【解析】
【分析】
知道物体重和物体上升的高度，利用 W=Gh 求对物体做的有用功；
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．
9．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
轮）=
1
h 1m
2
2
（150N+100N）=125N；由以上计算可知，对物体做的有用功都是 150J，总功都是 250J，
动滑轮重都是 100N，故 A、B、C 都正确；但拉力不同，故 D 错．
故选 D．
4．为探究杠杆平衡条件，老师演示时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力 计取代一侧的钩码继续探究（如图 ），这样做的目的是（ ）
A．便于直接读出拉力的大小 C．便于正确理解力臂 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
B．便于同学们观察实验 D．便于测量力臂的大小
从支点到力的作用线的距离叫力臂，在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的， 力臂在杠杆上可以直接读出，当用弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会 发生变化，相应变短，由杠杆的平衡条件知道，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡， 所以这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识，故 C 正确．
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；
简单机械练习题(含答案)
一、简单机械选择题
1．如图甲所示，长 1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕 O 点在竖直平面内自由转动，一拉力 ﹣﹣位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力 F 与 作用点到 O 点距离 x 的变化关系如图乙所示．据图可知金属杆重（ ）
A．5N
B．10N
10．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．
故选 D．
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
【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
【分析】
（1）由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数 n，则绳子自由端移动的距离 s=nh，
F
1（G n
G动）；
（2）把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的
滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用
滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系．
【详解】
（1）不计绳重及摩擦，拉力
F
1（G n
G动），由图知，n
甲=3，n
乙=2，
所以 F 甲<F 乙，甲图省力；
（2）由题知，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同；
根据 W 额=G 轮 h、W 有用=G 物 h，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，
由 W 有用 100% 可知，两滑轮组的机械效率相同． W总
【答案】C
【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%＝