最新简单机械专项练习经典经典

一、简单机械选择题

1．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=

=

=

=

=

，即80%=

，解得G动=3N，故

C错误；

D、G物=6N时，机械效率

η=×100%=×100%=×100%=

×100%≈66.7%．故D正确．

故选D．

2．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 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

B．便于同学们观察实验

C．便于正确理解力臂 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．

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 【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W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W1η2.故选C.

4．如图用同一滑轮，沿同一水平面拉同一物体做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、F3，下列关系中正确的是

A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3 【答案】D 【解析】 【详解】

第一个图中滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力， 所以根据二力平衡，此时拉力F1=f；

第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮可省一半的力， 所以根据二力平衡，此时拉力F2=

1f； 2第三个图中滑轮为动滑轮，由二力平衡可知此时的拉力等于两股绳子向右的拉力，即F3=2f；

由此可得F2< F1< F3. 故D正确.

5．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 C．有用功一定，增大总功 【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．

B．额外功一定，增大有用功 D．总功一定，增大额外功

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，越省力，所以是为了省力． 故选B．

7．利用如图所示的滑轮组提起一个重为2000N的物体，绳子自由端的拉力F=600N。10s内物体被匀速提升2m。不忽略绳重和机械部件间的摩擦，则下列说法中正确的是

A．动滑轮总重为400N

B．绳子自由端移动的速度为0.8m/s C．拉力F做功为6000J

D．增加物体被提升的高度可提高该滑轮组的机械效率 【答案】B 【解析】 【详解】

A．由图知道，承担物重的绳子是四段，即n=4，若忽略绳重及摩擦，则拉力是：

F1GG动 ， 4由此可得动滑轮的总重是：

G动4FG=4600N2000N=400N ，

由于是不忽略绳重和机械部件间的摩擦，故A错误； B．绳子自由端移动的距离是： s=4h=4×2m=8m，

绳子自由端移动的速度是：

s8m0.8m/s ， t10s故B正确；

C．拉力做的功是： vW总 =Fs=600N×8m=4800J， 故C错误；

D．该滑轮组的机械效率是：

=W有用W总GhGhG ， FsF4h4F即机械效率与高度无关，所以，增加物体被提升的高度不可能提高该滑轮组的机械效率，故D错误。

8．某商店有一不等臂天平（砝码准确），一顾客要买2kg白糖，营业员先在左盘放一包白糖右盘加1Kg砝码，待天平平衡后；接着又在右盘放一包白糖左盘加1kg砝码，待天平平衡后．然后把两包白糖交给顾客．则两包白糖的总质量 A．等于2Kg B．小于2Kg C．大于2Kg D．无法知道 【答案】C 【解析】

解答：由于天平的两臂不相等，故可设天平左臂长为a，右臂长为b（不妨设a＞b），先称得的白糖的实际质量为m1，后称得的白糖的实际质量为m2 由杠杆的平衡原理：bm1=a×1，am2=b×1，解得m1=，m2= 则m1

m2=

因为（m1+m2）2=

因为a≠b，所以（m1+m2）-

2＞0，即m1+m2＞2这样可知称出的白糖质量大于2kg．故选C．

点睛：此题要根据天平的有关知识来解答，即在此题中天平的臂长不等，这是此题的关键．

9．用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4s内匀速前进了4m，物体A受到地面的摩擦力f=300N，所用拉力F=120N，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．下列说法中正确的是

A．绳子自由端在4s内移动了8m C．物体A克服摩擦力做的功为480J 【答案】D

B．物体A重力做功的功率为1000W D．滑轮组的机械效率约为83.3%

【解析】 【详解】

A．由题图可知，承担物体拉力的绳子的股数n=3，因此物体A在4s内匀速前进了4m，则 绳子自由端在4s内移动了s绳子=3×4m=12m。故A错误。

B．物体在重力方向上没有做功，所以物体A重力做功的功率为0，故B错误。 C．物体A克服摩擦力做的功W有用=fs=300N×4m=1200J，故C错误。

D．由题可知：物体A克服摩擦力做的功W有用=fs=300N×4m=1200J，拉力F所做的总功W总=Fs绳子=120N×12m=1440J，所以滑轮组的机械效率

故D正确为答案。

W有用W总100001200J1000083.3%， 1440J

10．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】 【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．

B．不变 D．先减小后增大

11．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 【答案】B 【解析】 【详解】

D．动力F的大小为1.5N

A、当动力在A点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂是：A错误；

B、阻力臂OB，3×2cm=6cm＞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×F=4N，故D错误。

11OA=×4×2cm=4cm，故221OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正21OA，代入数据，2N×8cm=F×4cm，解得，2

12．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。

13．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．

14．质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼．已知工人在1min内将货物匀速提高6m，作用在钢绳的拉力为400N，滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示（机械中摩擦和绳重均不计）．下列说法正确的是

A．作用在钢绳上的拉力的功率为400W B．动滑轮的重力为200N C．人对绳子的最大拉力为1000N D．该滑轮组的最大机械效率为83.3% 【答案】B 【解析】 【分析】

（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离snh ，利用WFs 求拉力做的功，再利用

PW求拉力的功率； t（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，利用

W有W总=GhGhG求拉力；因机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力FsF3h3F1F（GG动），据此求动滑轮重力；

3（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力等于工人的重力； （4）利用F（GG动）求提升的最大物重，滑轮组的最大机械效率

13W有G最大hG最大大 .

W总G最大G动hG最大G动【详解】

（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：snh36m18m ， 拉力做的功：W总Fs400N18m7200J， 拉力的功率：PW总7200J120W，故A错； t60s（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%， 根据W有W总=GhGhGG300N500NF167N， 可得：拉力

3360%3FsF3h3F因机械中摩擦力及绳重忽略不计，则F所以，G动nFG31GG动， 3500N200N300N ，故B正确； 3（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：

F大G人mg60kg10N/kg600N ，故C错；

（4）由F1GG动可得，提升的最大物重：3G大nF大G动3600N200N1600N ，

机械中摩擦和绳重均不计，则滑轮组的最大机械效率：

W有G最大hG最大1600N大100%88.9%，故D

W总G最大G动hG最大G动1600N200N错． 故选B．

15．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 C．一直变小 【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．

B．始终不变 D．先变小后变大

16．如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着。当物块向左匀速运动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（ ）

A．变小

B．变大

C．不变

D．先变大后变小

【答案】A 【解析】 【详解】

把长木板看作杠杆，此杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂可知，当动力臂不变，阻力大小不变，物块向左匀速滑动时，阻力臂在减小，可得动力随之减小，答案选A。

17．如下图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是

A． B．

C． D．

【答案】D 【解析】 【详解】

根据题意知道，在不计机械自重和摩擦的条件下使用的简单机械； A．图的杠杆提升重物时，由于动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，即 F＞G；

B．用图中的杠杆提升重物时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，即 F=G；

C．图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是： n=2，

所以，绳端的拉力是：

；

D．图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是： n=3

所以，绳端的拉力是：

；

综上所述，只有D图中的机械最省力。

18．在探究“杠杆平衡条件“实验中，杠杆在力F作用下水平平衡，如图所示，现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F与其力臂的乘积变化情况是（ ）

A．一直变小 【答案】C 【解析】 【详解】

B．一直变大 C．一直不变 D．先变小后变大

将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，钩码的重力不变，其力臂OA不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；由于杠杆始终保持水平平衡，所以根据杠杆的平衡条件

Fl11F2l2

可知，拉力F与其力臂的乘积也是不变的． 【点睛】

重点是杠杆平衡条件的应用，要理解当力与杠杆垂直时，力臂是最长的，倾斜后力臂会变短，正是由于杠杆保持平衡，所以力臂减小的同时，拉力要增大．

19．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．

20．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

C．重力的力臂等于S1 【答案】A 【解析】 【详解】

s1B．F1=G

s2D．F1方向沿OO′线向下

AB．由图像可得，A点到F1的距离为s2，若令A点到重力的距离为s3，根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”可知

F1s2Gs3

可以推出

F1由于

s3G s2s3s2

可得

F1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．F1与G在支点同侧，重力方向竖直向下，所以F１的方向应该向上，故D选项错误，不符合题意。

21．农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（ ）

A．该滑轮的机械效率η=75% C．滑轮自身的重力为100N 【答案】A 【解析】 【详解】

AB．滑轮所做的有用功为：

B．滑轮所做的有用功为1200J D．绳子自由端移动的距离大小为3m

W有用=Gh=600N×3m=1800J，

因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m，则拉力做的总功为：

W总=Fs=400N×6m=2400J，

所以动滑轮的机械效率为：

故A正确，B错误；

W有用1800J×100%=100%=75%， W总2400JC．不计绳重及摩擦，则拉力为：

1F（GG动），

2那么动滑轮的重为：

G动=2F-G=2×400N-600N=200N，

故C错误；

D．由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，绳子自由端移动的距离为：

s=nh=2×3m=6m，

故D错误； 故选A。

22．室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启．根据室内垃圾桶的结构示意图可确定：（ ）

A．桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆 B．桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆

C．桶中有两个杠杆在起作用，用都是省力杠杆

D．桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆 【答案】D 【解析】

图中的垃圾桶有两个杠杆，DEF为一个杠杆，动力臂大于阻力臂属于省力杠杆；ABC为另一个杠杆，动力臂小于阻力臂属于费力杠杆，故答案选D．

点睛：本题考查杠杆的分类，难点是如何从生活中的工具中抽象出杠杆，解题方法是判断省力费力杠杆时从动力臂和阻力臂的大小入手．

23．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，F（G物G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

12W=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，F（G物G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．

12

24．如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动．运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N．动滑轮重为20N（不计绳重和

摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）．则下列计算结果中正确的是

A．人对地面的压力为400N

B．绳子自由端受到的拉力大小是100N C．人对地面的压力为250N D．绳子自由端运动速度是0.06m/s 【答案】A 【解析】 【详解】

由图知，n=2，所以拉力F1(G轮f地)110N； 2所以人对地面的压力F压GF510N110N400N； 绳子自由端运动速度v20.02m/s0.04m/s； 【点睛】

本题中有用功应该是克服摩擦力做功，即拉力F满足F1(G轮f地)． 2

25．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G1、G2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G1= G2，拉力做的额外功相同 B．若G1= G2，拉力做的总功相同

C．若G1= G2，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G1G2则有用功相等．对动滑轮做的功为额外功W额G动H，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．