【物理】簡單機械基礎知識匯編及練習測試題一、簡單機械選擇題1．如圖所示的滑輪組上:掛兩個質量相等的鉤碼AB,放手后將出現的現象是（忽略滑輪重,繩重及摩擦）（）A．A下降B．B下降C．保持靜止D．無法確定【答案】A【解析】分析：利用動滑輪、定滑輪的省力特點分析解答此題。定滑輪只能改變力的方向，不能省力，動滑輪可以省一半的力。解答：B所在的滑輪為動滑輪，動滑輪省一半的力，A所在的滑輪為定滑輪，定滑輪不省力；A與B質量相等，重力相等，將B拉起只需A重力的一半即可，所以A下降，B上升。故選：A。【點睛】此題考查了動滑輪、定滑輪的省力特點，難點是判斷動滑輪和定滑輪，屬于基礎題目。2．下列幾種方法中，可以提高機械效率的是A．有用功一定，增大額外功 B．額外功一定，增大有用功C．有用功一定，增大總功 D．總功一定，增大額外功【答案】B【解析】【詳解】A．機械效率是有用功和總功的比值，總功等于有用功和額外功之和，所以有用功一定，增大額外功時，總功增大，因此有用功與總功的比值減小，故A不符合題意；B．額外功不變，增大有用功，總功變大，因此有用功與總功的比值將增大，故B符合題意；C．有用功不變，總功增大，則有用功與總功的比值減小，故C不符合題意；D．因為總功等于有用功和額外功之和，所以總功一定，增大額外功，有用功將減小，則有用功與總功的比值減小，故D不符合題意．3．在生產和生活中經常使用各種機械，在使用機械時，下列說法中正確的是A．可以省力或省距離，但不能省功B．可以省力，同時也可以省功C．可以省距離，同時也可以省功D．只有在費力情況時才能省功【答案】A【解析】【詳解】使用機械可以省力、省距離或改變力的方向，但都不能省功，故A選項正確；使用任何機械都不能省功，故B、C、D選項錯誤；4．用如圖所示滑輪組提起重G=320N的物體，整個裝置靜止時，作用在繩自由端的拉力F=200N，則動滑輪自身重力是（繩重及摩擦不計）A．120NB．80NC．60ND．無法計算【答案】B【解析】【詳解】由圖可知，n=2，由題知，G物=320N，F=200N，∵不考慮繩重和摩擦，，即：，∴動滑輪重：G輪=80N．5．如圖所示，小明用相同滑輪組成甲、乙兩裝置，把同一袋沙子從地面提到二樓，用甲裝置所做的總功為W1，機械效率為η1；用乙裝置所做的總功為W2，機械效率為η2．若不計繩重與摩擦，則A．W1=W2，η1=η2 B．W1=W2，η1<η2C．W1<W2，η1>η2 D．W1>W2，η1<η2【答案】C【解析】【分析】由圖可知甲是定滑輪，乙是動滑輪，利用乙滑輪做的額外功多，由“小明分別用甲、乙兩滑輪把同一袋沙子從地面提到二樓”可知兩種情況的有用功，再根據總功等于有用功加上額外功，可以比較出兩種情況的總功大?。缓罄忙?即可比較出二者機械效率的大?。驹斀狻浚?）因為小明分別用甲、乙兩滑輪把同一袋沙從一樓地面提到二樓地面，所以兩種情況的有用功相同；（2）當有用功一定時，甲中所做的總功為對一袋沙所做的功，利用機械時做的額外功越少，則總功就越少，機械效率就越高；（3）又因為乙是動滑輪,乙中所做的總功還要加上對動滑輪所做的功,利用乙滑輪做的額外功多,則總功越多,機械效率越低。即W1小于W2,η1大于η2.故選C.6．如圖為工人用力撬起石頭的情景，小亮在圖中畫出了四個作用于硬棒上的力，其中能正確表示工人左手施力且最省力的是（）A．F1 B．F2 C．F3 D．F4【答案】C【解析】解答：因為由圖可知,四個力中F3的力臂最長，所以根據桿桿平衡條件可知，最省力的是沿F3方向．故選C.7．如圖所示，用下列裝置提升同一重物，若不計滑輪自重及摩擦，則最省力的是A． B．C． D．【答案】C【解析】【詳解】A．此圖是動滑輪，由動滑輪及其工作特點可知，省一半的力，即F=G；B．此圖是定滑輪，由定滑輪及其工作特點可知，不省力，即F=G；C．此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩子由3股，則F=G；D．此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩子由2股，則F=G．由以上可知：在滑輪重及摩擦不計的情況下最省力的是C，C符合題意．8．用如圖所示的滑輪組拉動水平地面上重1000N的物體A，使物體A在4s內勻速前進了4m，物體A受到地面的摩擦力f=300N，所用拉力F=120N，忽略繩重、滑輪重及繩與滑輪間的摩擦．下列說法中正確的是A．繩子自由端在4s內移動了8m B．物體A重力做功的功率為1000WC．物體A克服摩擦力做的功為480J D．滑輪組的機械效率約為83.3%【答案】D【解析】【詳解】A．由題圖可知，承擔物體拉力的繩子的股數n=3，因此物體A在4s內勻速前進了4m，則繩子自由端在4s內移動了s繩子=3×4m=12m。故A錯誤。B．物體在重力方向上沒有做功，所以物體A重力做功的功率為0，故B錯誤。C．物體A克服摩擦力做的功W有用=fs=300N×4m=1200J，故C錯誤。D．由題可知：物體A克服摩擦力做的功W有用=fs=300N×4m=1200J，拉力F所做的總功W總=Fs繩子=120N×12m=1440J，所以滑輪組的機械效率，故D正確為答案。9．如圖所示，一均勻木板AB，B端固定在墻壁的轉軸上，木板可在豎直面內轉動，木板下墊有長方形木塊C，恰好使木板水平放置．現有水平拉力F拉木塊C，在粗糙水平地面上由B向A緩慢運動過程中，拉力F將A．變小 B．不變C．逐漸增大 D．先減小后增大【答案】A【解析】【詳解】以桿為研究對象，桿受重力G和C對它的支持力F支，根據杠桿平衡條件可得：F支?l支=G?lG，水平力F由B向A緩慢勻速推動木塊，F支的力臂在增大，重力G及其力臂lG均不變，所以根據杠桿平衡條件可知，在整個過程中支持力在逐漸減??；由于支持力逐漸減小，且力的作用是相互的，所以可知桿對物體C的壓力也逐漸減小，根據影響摩擦力大小的因素可知，C和木板間、C和地面間的摩擦力逐漸減小，拉力和摩擦力是平衡力，由力的平衡條件可知，水平拉力F也逐漸減?。?0．在不計繩重和摩擦的情況下利用如圖所示的甲、乙兩裝置分別用力把相同的物體勻速提升相同的高度．若用η甲、η乙表示甲、乙兩裝置的機械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功，則下列說法中正確的是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【答案】A【解析】【詳解】物體升高的高度和物體重力都相同，根據公式W=Gh可知做的有用功相同；由圖可知，動滑輪個數相同，即動滑輪重力相同，提升的高度相同，不計繩重和摩擦,則拉力做的額外功相同．有用功相同、額外功相同，則總功相同，即W甲＝W乙．根據η=可知，機械效率相同，即η甲＝η乙．故A符合題意．11．用如圖甲所示的裝置來探究滑輪組的機械效率η與物重G物的關系，改變G物，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，計算并繪出η與G物關系如圖乙所示，若不計繩重和摩擦，則下列說法正確的是（）A．同一滑輪組機械效率η隨G物的增大而增大，最終將超過100%B．G物不變，改變圖甲中的繞繩方式，滑輪組機械效率將改變C．此滑輪組動滑輪的重力為2ND．當G物=6N時，機械效率η=66.7%【答案】D【解析】【詳解】A、使用滑輪組時，克服物重的同時，不可避免地要克服動滑輪重、摩擦和繩子重做額外功，所以總功一定大于有用功；由公式η=知：機械效率一定小于1，即同一滑輪組機械效率η隨G物的增大而增大，但最終不能超過100%，故A錯誤；B、G物不變，改變圖甲中的繞繩方式，如圖所示，因為此圖與題干中甲圖將同一物體勻速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略繩重及摩擦時，額外功：W額=G輪h，即額外功W額相同，又因為W總=W有+W額，所以總功相同，由η=可知，兩裝置的機械效率相同，即η1=η2．故B錯誤；C、由圖可知，G=12N，此時η=80%，則η=====，即80%=，解得G動=3N，故C錯誤；D、G物=6N時，機械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%≈66.7%．故D正確．故選D．12．輕質杠桿AB可繞中點O自由轉動，現在其A端和B端分別施以大小相等的力F1和F2，它們的方向如圖所示，則下列說法中正確的是A．杠桿會沿順時針方向轉動B．杠桿會沿逆時針方向轉動C．杠桿會保持平衡D．無法判讀杠桿轉動方向【答案】A【解析】【詳解】由圖知道，O為杠桿的支點，分別從O點向兩力的作用線作垂線交兩力的作用線于點C、D，則力F1和F2的力臂分別為OC、OD，如下圖所示：因OA=OB，由幾何知識知道，故OC＜OD又因為F1和F2的大小相等，由平衡條件知道，力與力臂乘積的大小關系是：F1×OC＜F2×OD，所以，杠桿不能平衡，杠桿會沿順時針方向轉動，即只有A正確。13．如圖用同一滑輪組分別將兩個不同的物體A和B勻速提升相同的高度，不計繩重和摩擦的影響，提升A的過程滑輪組的機械效率較大，則下列判斷正確的是①A物體比B物體輕②提升A的拉力較大③提升A所做的額外功較少④提升A做的有用功較多A．只有①③ B．只有②④C．只有②③ D．只有①④【答案】B【解析】【詳解】由題知，提起兩物體所用的滑輪組相同，將物體提升相同的高度，不計繩重和摩擦，克服動滑輪重力所做的功是額外功，由W額=G動h知，提升A和B所做額外功相同，不計繩重與摩擦的影響，滑輪組的機械效率：η==，額外功相同，提升A物體時滑輪組的機械效率較大，所以提升A物體所做的有用功較大，由于提升物體高度一樣，所以A物體較重，提升A物體用的拉力較大，故ACD錯誤，B正確。14．如圖所示，一直桿可繞O點轉動，杠桿下端掛一重物，為了提高重物，用一個始終跟杠桿垂直的力使杠桿由豎直位置慢慢轉到水平位置，在這個過程中直桿A．始終是省力杠桿 B．始終是費力杠桿C．先是省力的，后是費力的 D．先是費力的，后是省力的【答案】C【解析】【詳解】由圖可知動力F1的力臂始終保持不變，物體的重力G始終大小不變，在杠桿從豎直位置向水平位置轉動的過程中，重力的力臂逐漸增大，在L2＜L1之前杠桿是省力杠桿，在L2＞L1之后，杠桿變?yōu)橘M力杠桿．15．下列杠桿中屬于費力杠桿的是A．B．C．D．【答案】C【解析】【詳解】A、剪刀在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A錯誤；B、起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B錯誤．C、如圖的鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故C正確；D、鋼絲鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D錯誤；故選B．【點睛】重點是杠桿的分類，即動力臂大于阻力臂時，為省力杠桿；動力臂小于阻力臂時，為費力杠桿，但省力杠桿費距離，費力杠桿省距離。16．如圖所示，屬于費力杠桿的是A．用鑷子夾物品 B．用汽水扳子開瓶蓋C．用手推車推貨物 D．用羊角錘起釘子【答案】A【解析】【詳解】A、用鑷子夾物品時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；B、汽水扳子開瓶蓋時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；C、用手推車推貨物，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；D、用羊角錘起釘子，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿．故選A．【點睛】此題考查的是杠桿的分類和特點，主要包括以下幾種：①省力杠桿，動力臂大于阻力臂；②費力杠桿，動力臂小于阻力臂；③等臂杠桿，動力臂等于阻力臂．17．人直接用F1的拉力勻速提升重物，所做的功是W1；若人使用某機械勻速提升該重物到同一高度則人的拉力為F2，所做的功是W2（）A．F1一定大于F2 B．F1一定小于F2C．W2一定大于W1 D．只有F2大于F1，W2才大于W1【答案】C【解析】【詳解】AB．直接用F1的力勻速提升重物，則F1=G，使用滑輪勻速提升該重物，由于滑輪種類不清楚，F2與G的大小關系不能判斷，則無法比較F1與F2的大?。蔄、B均錯誤；CD．直接用F1的力勻速提升重物，所做的功是：W1=W有用=Gh；使用滑輪勻速提升該重物到同一高度，即W有用=Gh；但由于至少要克服摩擦力做額外功，故W2=W有用+W額外，則W2＞W1，故C正確、D錯誤。故選C。18．工人師傅用如圖所示的滑輪組，將重為800N的重物緩慢勻速豎直提升3m，人對繩的拉力F為500N，不計繩重和滑輪轉軸處的摩擦，則（）A．繩子自由端移動的距離為9m B．動滑輪的重力為200NC．人通過滑輪組做的有用功為1500J D．滑輪組的機械效率為53.3%【答案】B【解析】試題分析：由圖可知，滑輪組中由2段繩子承擔物體和動滑輪的總重，即n=2，物體勻速豎直提升3m，則繩子自由端移動的距離為：s=nh=2×3m=6m，故A錯誤．此過程中，所做有用功為：W有=Gh=800N×3m=2400J，故C錯誤．所做總功為：W總=Fs=500N×6m=3000J；額外功為：W額=W總-W有=3000J-2400J=600J，不計繩重和滑輪轉軸處的摩擦，則額外功為克服動滑輪重力做的功，即W額=G動h，動滑輪的重力G動=W額/h=600J/3m=200N，故B正確為答案．滑輪組的機械效率故D錯誤．考點：滑輪組的機械效率有用功額外功19．如圖所示的滑輪組，用F=30N的拉力，拉動水平地面上重為300N的物體，使物體勻速前進了2m.物體和地面之間的摩擦力為45N，在此過程中，下列說法正確的是①拉力做的功是120J②繩子自由端移動的距離是2m③滑輪組的機械效率是75%④A點受到的拉力為300NA．①④ B．②③C．①③ D．③④【答案】C【解析】【詳解】①②．由圖可知，n=2，則繩子自由端移動的距離：；故②錯誤；拉力做的功：；故①正確；③．克服物體和地面之間的摩擦力做的功為有用功，則有用功：W有=fs物=45N×2m=90J，滑輪組的機械效率：故③正確；④．因物體在水平地面上做勻速運動，則此時A處繩子的拉力與物體受到的摩擦力是一對平衡力，所以，A點受到的拉力：FA=f=45N；故④錯誤；故ABD錯誤，C正確。20．室內垃圾桶平時桶蓋關閉不使垃圾散發(fā)異味，使用時用腳踩踏板，桶蓋開啟．根據室內垃圾桶的結構示意圖可確定：（）A．桶中只有一個杠桿在起作用，且為省力杠桿B．桶中只有一個杠桿在起作用，且為費力杠桿C．桶中有兩個杠桿在起作用，用都是省力杠桿D．桶中有兩個杠桿在起作用，一個是省力杠桿，一個是費力杠桿【答案】D【解析】圖中的垃圾桶有兩個杠桿，DEF為一個杠桿，動力臂大于阻力臂屬于省力杠桿；ABC為另一個杠桿，動力臂小于阻力臂屬于費力杠桿，故答案選D．點睛：本題考查杠桿的分類，難點是如何從生活中的工具中抽象出杠桿，解題方法是判斷省力費力杠桿時從動力臂和阻力臂的大小入手．21．在探究杠桿平衡條件的時候，小明在均勻木板中間挖孔，孔中插一金屬桿，固定在鐵架臺上，木板可以圍繞中間自由轉動．每個鉤碼的質量為200g，A、B、C、D、E、F為質量不計的掛鉤，己知AB＝BO＝OC＝CD，ABOCD的連線與EDF的連線垂直．現在B處掛兩個鉤碼，D處掛一個鉤碼，木板在水平位置平衡（如圖所示）．下列做法能使木板仍在水平位置平衡的是A．在B、D兩處各加掛一個鉤碼B．在B處加掛1個鉤碼，D處加掛2個鉤碼C．B處掛兩個鉤碼不變，把D處的一個鉤碼掛在F處D．把B處兩個鉤碼掛在A處，把D處的一個鉤碼掛在C處【答案】C【解析】【分析】（1）符合杠桿平衡條件F1l1=F2l2，杠桿平衡，不符合杠桿平衡條件，力和力臂乘積大的一端下沉．（2）力臂是從支點到力的作用線的距離，把鉤碼掛在E處、F處杠桿水平平衡時，力臂均和鉤碼掛在D處的力臂相等．【詳解】設AB=BO=OC=CD=L，每個鉤碼的重力為G．A．在B、D兩處各加掛一個鉤碼時，杠桿左側力與力臂的積為3G×L，右側力與力臂的積為2G×2L，因3G×L≠2G×2L，所以木板不會平衡，故A錯誤；B．在B處加掛1個鉤碼、D處加掛2個鉤碼時，杠桿左側力與力臂的積為3G×L，右側力與力臂的積為3G×2L，因3G×L≠3G×2L，所以木板不會平衡，故B錯誤；C．把D處的一個鉤碼掛在E處或F處，杠桿右側的力臂不變，仍為OD長，杠桿左右兩側力與力臂的乘積相等，所以木板會平衡，故C正確．D．把B處兩個鉤碼掛在A處，把D處的一個鉤碼掛在C處，杠桿左側力與力臂的積為2G×2L，右側力與力臂的積為G×L，因2G×2L≠G×L，所以木板不會平衡，故D錯誤；故選C．22．用一個動滑輪和兩個定滑輪組成的滑輪組豎直向上提升物體A，要求滑輪的個數要用完（未畫出），實驗中，拉力F隨時間t變化的關系如圖甲所示，物體A上升的速度v隨時間變化的關系如圖乙所示，不計繩重和摩擦，在1～2s內，滑輪組的機械效率為80%，則下列判斷中正確的是A．物體A的重為1500NB．動滑輪的重為400NC．物體A從靜止開始上升1s后，拉力的功率為500WD．若將物體A換成重為900N的物體B，則在勻速提升物體B的過程中，滑輪組的機械效率將變?yōu)?5%【答案】D【解析】【詳解】用一個動滑輪和兩個定滑輪組成的滑輪組豎直向上提升物體A，要求滑輪的個數要用完，則承擔物重和動滑輪重的繩子段數為3，如圖所示：A、已知在1s～2s內，滑輪組的機械效率為80%，由甲圖可知，在1～2s內拉力，由可得物體A的重：，故A錯誤；B、不計繩重和摩擦，根據得動滑輪的重：，故B錯誤；C、由甲圖知，1s后的拉力F=500N，由乙圖可知1s后物體的速度，則繩子自由端移動的速度：，所以拉力F的功率：；故C錯誤；D、若將重物A的重力減小為900N，由于滑輪組不變，不計繩重和摩擦，此時滑輪組的機械效率：，故D正確；故選D．【點睛】重點是滑輪組中功和及效率的計算，首先應根據第一次做功的額外功或拉力的關系求出動滑輪的重，再利用效率的公式計算第二次的機械效率．另外在不計摩擦和繩重時，牢記效率的兩個思路：一是，二是．23．用F1的拉力直接將重為G的物體A勻速提升h（如圖甲）；換用斜面把物體A勻速提升相同的高度，拉力為F2，物體沿斜面運動的距離為L（如圖乙），利用斜面工作過程中A．有用功為F2h B．額外功為F2L－F1h C．總功為（F1+F2）L D．機械效率為【答案】B【解析】A.借助斜面做的有用功即為克服物體重力所做的功，則W有GhF1h，故A錯誤