搜索
简单机械一．选择题（共18小题）1．（2014•眉山）如图所示，重为50N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动．已知滑轮组机械效率为80%，物体运动的速度为1m/s，下列分析计算正确的是（）A．物体所受合力为5NB．物体受到的摩擦力为12NC．拉力F做功的功率为5WD．在10s内机械所做的有用功为500J【分析】根据物体运动状态求出物体受到的合力；根据效率公式求出摩擦力；由功率公式求出拉力的功率；由功的计算公式求出有用功．【解答】A、物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，物体所受合力为零，故A错误；B、由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n=3，克服摩擦力做的功为有用功，效率：η=×100%=×100%=×100%，则f=nηF=3×80%×5N=12N，故B正确；C、拉力的功率P====nFv物体=3×5N×1m/s=15W，故C错误；D、在10s内机械所做的有用功W=fs=fvt=12N×1m/s×10s=120J，故D错误；2．（2014•安顺）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．5NB．10NC．20ND．40N【分析】金属杆已知长度，且质地均匀，其重心在中点上，将图示拉力F与作用点到O点距离x的变化关系图赋一数值，代入杠杆平衡条件求出金属杆重力．【解答】解：金属杆重心在中心上，力臂为L1=0.8m，取图象上的一点F=20N，L2=0.4m，根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂GL1=FL2G×0.8m=20N×0.4m解得：G=10N3．（2015•黄冈校级自主招生）n个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组，每个动滑轮的质量与所悬挂的物体质量相等．不计一切摩擦和绳的重力，滑轮组平衡时拉力大小为F，如图所示．若在图示中再增加一个同样质量的动滑轮，其它条件不变，则滑轮组再次平衡时拉力大小为（）A．B．FC．FD．F【分析】根据滑轮组的省力情况F=（G+G动）逐级分析，找出规律．【解答】解：每个动滑轮的质量与所悬挂的物体质量相等，可设它们的重力均为G，第一个动滑轮，拉力F1=（G+G动）=（G+G）=G，第二个动滑轮，拉力F2=（F1+G动）=（G+G）=G，第三个动滑轮，拉力F3=（F2+G动）=（G+G）=G，第n个动滑轮，拉力Fn=（Fn﹣1+G动）=（G++G）=G，滑轮组平衡时拉力大小为F，则再增加一个同样质量的动滑轮时，滑轮组再次平衡时拉力仍为F．4．（2014•南宁）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，当物块向左匀速滑动时，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【分析】如图，在物体运动时间t后，杠杆受到物体的压力（阻力）等于物体重力，再确定动力臂和阻力臂，根据杠杆平衡得出F与t的关系式进行判断．【解答】解：如图，长木板长为L，则动力臂为L，杠杆受到物体的压力（阻力）F′=G，阻力臂为L2，∵杠杆平衡，∴F×L=F′×L2=G×L2，∴F=由此可知，当物块向左匀速滑动时，L2变小，F变小．故选A．5．（2014•阜新）用下列简单机械，使物重同为G的物体都处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，其中用力最小的是（）A．B．C．D．【分析】在不计摩擦、机械自重及绳的重量的理想状况下：①根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知动力的大小；②滑轮组绳子末端的拉力F=×G．A、根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，F1==G；B、定滑轮不省力，F2=G；C、动滑轮省一半的力，F3=G；D、滑轮组由两段绳子承担，F4=G．由此分析比较可知F1最小．6．（2014•包头）如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态．当用竖直向下2N的力F1拉重为1N的物体A时，能使物体B以0.6m/s的速度匀速向右运动，若只用水平向左的力F2拉物体B时，能使物体A以0.3m/s速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦．下列判断正确的是（）A．物体B受到的摩擦力为6NB．拉力F2大小为10NC．拉力F2的功率为1.2WD．拉力F1的功率为0.4W【分析】由滑轮组的结构看出，n=3，则s=3h；当保持静止时，B所受的摩擦力等于A的重力的3倍；当B水平匀速向右运动时，所受的摩擦力等于A的重力与力F1之和的3倍；水平向左拉物体B时，A所受的拉力等于A的重力，也就是拉力F2与B所受摩擦力之差；然后对各选项逐一分析．【解答】解：A、当B水平匀速向右运动时，f=3（F1+GA）=3×（2N+1N）=9N；故A错误；B、水平向左拉物体B时，由平衡条件得：F2=3GA+f=3GA+f=3×1N+9N=12N；故B错误；C、水平向左拉物体时，B的移动速度为vB===0.1m/s，拉力F2功率为P2=F2×vB=12N×0.1m/s=1.2W；故C正确；D、用力F1竖直向下拉物体A时，拉力F1的功率P1=F1v=2N×3×0.6m/s=3.6W，故D错误．故选：C．7．（2014•济宁）小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时，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，如图所示，他这样做的最终目的是（）A．便于直接读出拉力的大小B．便于提供不同方向的拉力C．便于正确认识力臂D．便于测量力臂的大小【分析】（1）从支点到力的作用线的距离叫力臂．（2）杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即：F1l1=F2l2．【解答】解：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，当用弹簧测力计拉，若弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会发生变化，相应变短，根据杠杆的平衡条件，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡，这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识．故选：C．8．（2014•衢州）如图所示，杠杆OAB能绕O点转动，在A点挂一重物G，为保持杠杆在水平位置平衡，在B点分别作用的四个力中最小的是（）A．F1B．F2C．F3D．F4【分析】由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小．所以要判断哪个动力最小，就看哪个动力对应的动力臂最长．支点与动力作用点之间的连线就是最长的动力臂，与这条动力臂垂直的力即为最小动力．【解答】解：由图可知，动力F3与OB垂直，则动力F3对应的动力臂就是OB，它是最长的动力臂．由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小．因为F3对应的动力臂最长，所以F3最小．故选：C．9．（2014•绥化）如图所示，小明用一可绕O点转动的轻质杠杆，将挂在杠杆下的重物提高，他用一个始终与杠杆垂直的力F，使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中此杠杆（）A．一直是省力的B．先是省力的，后是费力的C．一直是费力的D．先是费力的，后是省力的【分析】（1）力臂的概念：从支点到力的作用线的距离叫做力臂．（2）运用杠杆的平衡条件F1l1=F2l2分析动力的大小变化．【解答】解；由图可知动力F1的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在L2＜L1之前杠杆是省力杠杆，在L2＞L1之后，杠杆变为费力杠杆．故选B．10．（2015•澧县模拟）如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（）A．B．C．D．械自重和摩擦，利用F=G求F的大小；C、求出动力臂和阻力臂的大小关系，利用杠杆平衡条件得出F大小；D、不计机械自重和摩擦，拉力做的功等于提升物体做的功，据此求出拉力大小；【解答】解：AB、由图知n=3，不计机械自重和摩擦，F=G，AB图中的拉力相等，等于G；C、如图，OC：OD=OA：OB=3m：4m=3：4，∵F×OD=G×OC，∴F=×G=G，D、∵不计机械自重和摩擦，∴Fs=Gh，∴F=G=G，由上述分析可知，利用斜面动力最小．故选D．11．（2014•泰州）如图所示的滑轮组，每个滑轮重为20N，绳重及摩擦不计．用它匀速提升重为100N的物体，所用的拉力F是（）A．50NB．60NC．70ND．120N【分析】做有关滑轮组的计算题首先要判断承担重物的绳子股数，图中最后一段是由定滑轮引出来的，所以绳子股数是2．题中告诉了我们不计绳重及摩擦，2段绳子承担物重和动滑轮重，根据F=（G+G动）计算即可．【解答】解：图中绳子股数n=2，不计绳重及摩擦，所以拉力为：F=（G+G动）=（100N+20N）=60N．故选：B．12．（2015•厦门）用细绳系住厚度不均匀的木板的O处，木板恰好处于静止状态，且上表面保持水平．如图所示，两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动，要使木板在此过程始终保持平衡，必须满足的条件是（）A．两车的质量相等B．两车的速度大小相等C．质量较小的车速度较大D．两车同时到达木板两端【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答即可．木板原来是平衡的，两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动，若保持木板平衡根据杠杆的平衡条件：G1L1=G2L2，即：m1v1t=m2v2t，m1v1=m2v2，A、两车的质量相等，速度不同则不能平衡，故A错误；B、车的速度大小相等，质量不同不能平衡，故B错误；C、质量较小的车速度较大，故C正确；D、须满足与两端距支点距离相等才能平衡，故D错误．13．（2014•通辽）如图，手持10kg物体保持平衡，此时肱二头肌收缩所承受的力一定（）A．大于98NB．小于98NC．等于98ND．等于10kg【分析】首先确定杠杆的支点、动力、阻力及对应的动力臂和阻力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，并结合力臂的概念进行分析．【解答】解：由图知，物体的重力为G=mg=10kg×9.8N/kg=98N；肱二头肌的拉力为动力，物体对手的压力为阻力，支点在肘，所以动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2L1＜L2∴F1＞F2即肱二头肌收缩所承受的力一定大于98N．故选：A．14．（2014•烟台）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F，使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将（）A．一直是变大的B．一直是变小的C．先变大，后变小D．先变小，后变大【分析】从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即力臂．根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析，力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直，即动力臂不变，然后分析阻力与阻力臂的关系，并得出正确结果．【解答】解：根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析，将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力为杠杆的重力，也不变，阻力力臂变大，所以动力变大．当杠杆从水平位置拉到最终位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，所以动力变小．故F先变大后变小．故选：C．15．（2014•金华）如图，用同一滑轮匀速提升同一重物（不计摩擦），图中F1、F2、F3、F4之间的大小关系正确的是（）A．F1=F2B．F3=F4C．F1=F3D．F2=F4【分析】根据定滑轮不省力，动滑轮省一半力的特点进行分析即可．【解答】解：甲图是一个动滑轮，能够省一半的力，故F1=（G物+G动）；当拉力与竖直方向有夹角，由于夹角越大，拉力越大，所以F2＞F1；乙图是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力，故F3=F4=G物．故选：B．16．（2014•泰安）如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直．下列说法正确的是（）A．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小不变B．匀速缓慢顶起吊臂的过程