简单机械练习题及解答

第1页（共18页）简单机械练习题一．选择题（共14小题）1．如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，分别在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时，杠杆平衡，此时AO恰好处于水平位置，AO=BO，不计杠杆重力，则m1、m2的关系为（）A．m1＞m2B．m1＜m2C．m1=m2D．无法判断2．如图所示，杠杆处于平衡状态且刻度均匀，各钩码质量相等，如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相等的钩码，杠杆会（）A．右端下沉B．左端下沉C．杠杆仍然平衡D．无法判断3．图中正在使用的机械，属于费力杠杆的有（）A．①③B．②③C．①④D．②④4．如图所示，把重为20N的物体匀速向上提起，弹簧测力计的示数为12N，若不计绳重及摩擦，则拉力及动滑轮重力的大小分别是（）A．10N8NB．12N4NC．16N8ND．6N4N5．在水平桌面上放一个重300N的物体，物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不考虑绳重力和摩擦，使物体以0.1m/s匀速移动时，水平拉力F及其功率的大小分别为（）A．20N2WB．20N6WC．60N2WD．30N6W6．如图所示，两个物体的重量分别是G1和G2，当滑轮平衡时，G1：G2为（忽略绳子和滑轮的重力及绳子和滑轮间的摩擦力）（）第2页（共18页）A．1：1B．2：1C．1：3D．1：27．如图所示，分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物，若不计滑轮本身的重力及摩擦，则（）A．F1＜F2＜F3＜F4B．F1＞F2＞F3＞F4C．F1=F2=F3＜F4D．F1=F2=F3＞F48．用如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．9．如图所示的四种机械装置中，不能省力的装置是（）A．自行车的脚踏板B．旗杆顶部的定滑轮C．水管上的水龙头D．大门上的门把手10．如图所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力均为G的物体，若不计滑轮重、绳重及轴摩擦，下列关系式正确的是（）第3页（共18页）A．3F1=GB．3F2=GC．F3=2GD．F4=2G11．用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计摩擦，则（）A．利用滑轮组所做的有用功是450JB．绳子自由端移动的速度是0.9m/sC．拉力的功率是99WD．滑轮组的机械效率是80%12．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（）A．重力做的功是有用功B．拉力F1做的功是额外功C．绳子自由端的拉力F做的功是总功D．该滑轮的机械效率可能等于100%第4页（共18页）13．用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相间的高度．若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（）A．η甲=η乙，W甲=W乙B．η甲＞η乙，W甲＞W乙C．η甲＜η乙，W甲＜W乙D．η甲＞η乙，W甲＜W乙14．关于机械效率的下列说法中，正确的是（）A．利用机械越省力，机械效率越高B．机械做功越快，机械效率越高C．有用功相同、总功越大机械效率越高D．额外功相同、有用功越大的机械效率越高二．作图题（共4小题）15．如图所示，分析人拉着拉杆旅行箱静止在水平地面上的情景，O是轮子的转轴．以O为支点，请你画出拉力F的力臂．16．如图所示杠杆中，O为支点，请画出图中力F1和F2的力臂L1和L2．17．请在图中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人力往下拉绳使重物升起．18．如图所示，用滑轮组提升物体，请画出最省力的绳子绕法．第5页（共18页）三．实验探究题（共1小题）19．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：次数钩码重/N动滑轮重/N钩码上升的距离/cm弹簧测力计的示数/N弹簧测力计上升的距离/cm机械效率120.8511566.7%240.851.715\360.85\1583.3%（1）在实验操作中应该使钩码（选填“快速”或“缓慢”）上升；（2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为（保留三位有效数字）；（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为N，滑轮组做的有用功是J；（4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与有关；（5）分析表中数据可知，F≠，可能的原因是：；（6）某次实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G’，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，不计绳子重及摩擦．则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是．A．η=B．η=C．η=D．η=1﹣．四．计算题（共2小题）20．用如图所示的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F=50N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦．（1）求上述过程中的有用功W有用；第6页（共18页）（2）求上述过程中的总功W总；（3）求滑轮组的机械效率η．21．一辆卡车不慎开进了一段泥泞的道路不能继续行驶，司机找来一辆拖车，利用绳子、动滑轮组装成如图所示的装置来拖出卡车，若拖车对绳子的水平拉力为4000N，将卡车水平匀速向前拖动了6m，用时30s，不计绳子和滑轮重，求：（1）拖车对绳子做的功是多少？（2）拖车拉绳子的功率是多少？（3）若卡车被匀速拖动时，泥泞道路对卡车的阻力位6400N，则动滑轮的机械效率为多少？第7页（共18页）参考答案与试题解析一．选择题（共14小题）1．（2016•乐山）如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，分别在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时，杠杆平衡，此时AO恰好处于水平位置，AO=BO，不计杠杆重力，则m1、m2的关系为（）A．m1＞m2B．m1＜m2C．m1=m2D．无法判断【解答】解：杠杆示意图如下：根据杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2可知，G1L1=G2L2，m1gL1=m2gL2，即m1L1=m2L2，力与相应的力臂成反比关系，从图中可以看出力臂L1＞L2，所以物体的重力G1＜G2，即m1＜m2．故选B．2．（2016•锦州）如图所示，杠杆处于平衡状态且刻度均匀，各钩码质量相等，如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相等的钩码，杠杆会（）A．右端下沉B．左端下沉C．杠杆仍然平衡D．无法判断【解答】解：设一个钩码重为G，一格为L，原来：2G×4L=4G×2L，杠杆平衡，现在：3G×4L＞5G×2L，所以杠杆不再平衡，杠杆向逆时针方向转动，即左端下沉．故选B．3．（2016•南京）图中正在使用的机械，属于费力杠杆的有（）第8页（共18页）A．①③B．②③C．①④D．②④【解答】解：①钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；②羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；③筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；④核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．综上所述，属于费力杠杆的有①③．故选A．4．（2017•江阴市模拟）如图所示，把重为20N的物体匀速向上提起，弹簧测力计的示数为12N，若不计绳重及摩擦，则拉力及动滑轮重力的大小分别是（）A．10N8NB．12N4NC．16N8ND．6N4N【解答】解：（1）绳子可以大小不变的传递拉力，故拉力F=12N；（2）动滑轮绳子的有效股数n=2，∵不计摩擦和绳重时，F=（G物+G动），∴动滑轮重G动=nF﹣G物=2×12N﹣20N=4N．故选B．5．（2016•岑溪市一模）在水平桌面上放一个重300N的物体，物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不考虑绳重力和摩擦，使物体以0.1m/s匀速移动时，水平拉力F及其功率的大小分别为（）A．20N2WB．20N6WC．60N2WD．30N6W【解答】解：物体匀速运动，可知物体受的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，即F拉=f=60N，从图可知，此滑轮组有三股绳子承担对物体的拉力，不考虑绳的重力和绳的摩擦，所以绳子自由端的水平拉力为：F=F拉=×60N=20N；水平拉力的功率：第9页（共18页）P===Fv=Fnv物=20N×3×0.1m/s=6W．所以ACD错误，B正确．故选B．6．（2016•中山市校级模拟）如图所示，两个物体的重量分别是G1和G2，当滑轮平衡时，G1：G2为（忽略绳子和滑轮的重力及绳子和滑轮间的摩擦力）（）A．1：1B．2：1C．1：3D．1：2【解答】解：图中是一定一动的滑轮组，可以将G2由于重力而对绳子施加的拉力看作是绳子末端的拉力（该拉力等于G2），最后一段绳子是由定滑轮引出的，绳子股数是2，不计摩擦及滑轮重，即理想状况下，F=G．所以G2=G1，即G1：G2=2：1．故选B．7．（2016•松江区二模）如图所示，分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物，若不计滑轮本身的重力及摩擦，则（）A．F1＜F2＜F3＜F4B．F1＞F2＞F3＞F4C．F1=F2=F3＜F4D．F1=F2=F3＞F4【解答】解：不计滑轮本身的重力及摩擦的情况下；a、b、c图是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力；故F1=F2=F3=G．d图用的是动滑轮；能够省一半的力，故F4=G．所以，F1=F2=F3＞F4．故选D．8．（2016•济南模拟）用如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（）第10页（共18页）A．B．C．D．【解答】解：A、定滑轮实质是等臂杠杆，只改变力的方向，不改变力的大小．B、动力力臂小于阻力力臂，所以是费力杠杆．C、吊动滑轮的为2股绳子，拉力为物重的二分之一；D、吊动滑轮的为3股绳子，拉力为物重的三分之一，所以最省力．故选D．9．（2016•丹江口市模拟）如图所示的四种机械装置中，不能省力的装置是（）A．自行车的脚踏板B．旗杆顶部的定滑轮C．水管上的水龙头D．大门上的门把手【解答】解：A、自行车的脚踏板是轮轴，轮半径大于轴半径，在使用时动力臂大于阻力臂，是省力机械，故A不符合题意；B、旗杆顶的定滑轮是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省力也不费力，故B符合题意；C、水管上的水龙头是轮轴，轮半径大于轴半径，在使用时动力臂大于阻力臂，是省力机械，故C不符合题意；D、大门上的门把手是轮轴，轮半径大于轴半径，在使用时动力臂小于阻力臂，是省力机械，故D不符合题意；故选B．10．（2016春•西城区期末）如图所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力均为G的物体，若不计滑轮重、绳重及轴摩擦，下列关系式正确的是（）第11页（共18页）A．3F1=GB．3F2=GC．F3=2GD．F4=2G【解答】解：不计滑轮重、绳重及摩擦：A．该选项中滑轮组，由2段绳子承担动滑轮和物体的重，所以拉力F1=G，即2F1=G．故A错误；B．该选项中滑轮组，由3段绳子承担动滑轮和物体的重，所以拉力F2=G，即3F2=G．故B正确；C．该选项中滑轮组，使用的是2个定滑轮，所以拉力F3=G．故C错误；D．该选项中滑轮组，由2段绳子承担动滑轮和物体的重，所以拉力F4=G，即2F4=G．故A错误；故选B．11．（2016•淄博）用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计摩擦，则（）第12页（共18页）A．利用滑轮组所做的有用功是450JB．绳子自由端移动的速度是0.9m/sC．拉力的功率是99WD．滑轮组的机械效率是80%【解答】解：利用滑轮组所做的有用功：W有=Gh=300N×3m=900J，故A错误；拉力做的功：W总=（G+G动）h=（300N+30N）×3m=990J，拉力的功率：P===99W，故C正确；滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%≈90.9%，故D错误；由图可知，n=2，则绳端移动的距离：s=nh=2×3m=6m，绳子自由端移动的速度：v===0.6m/s，故B错误．故选C．12．（2016•南平）利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（）A．重力做的功是有用功B．拉力F1做的功是额外功C．绳子自由端的拉力F做的功是总功D．该滑轮的机械效率可能等于100%【解答】解：A、由图知，是水