物理简单机械练习题含答案经典.docx

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物理简单机械练习题含答案经典

 

【物理】简单机械练习题(含答案)经典

 

一、简单机械选择题

1.工人师傅用以下图的滑轮组,将重为

800N

的重物迟缓匀速竖直提高

3m,人对绳的

拉力

F为

500N,不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则(

 

A.绳索自由端挪动的距离为

 

9m

 

B.动滑轮的重力为

 

200N

C.人经过滑轮组做的实用功为

1500J

D.滑轮组的机械效率为

53.3%

【答案】

B

【分析】

试题剖析:

由图可知,滑轮组中由

2段绳索肩负物体和动滑轮的总重,即

n=2,物体匀速

竖直提高

3m,则绳索自由端挪动的距离为:

s=nh=2×3m=6m,故

A错误.

此过程中,所做实用功为:

W有=Gh=800N×3m=2400J,故

C错误.

所做总功为:

W总=Fs=500N×6m=3000J;

额外功为:

W额=W

总-W

有=3000J-2400J=600J,不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则额外功为

战胜动滑轮重力做的功,即

W额=G动h,动滑轮的重力

G动=W

额/h=600J/3m=200N,故

B正

确为答案.

滑轮组的机械效率

 

故D错误.

考点:

滑轮组的机械效率实用功额外功

 

2.对于机械效率的问题,以下说法中正确的选项是(

 

A.做的实用功越多,机械效率必定越高

B.单位时间内做功越多,机械效率

必定越高

C.省力越多的机械,机械效率必定越高

D.额外功在总功中所占比率越

小,机械效率必定越高

【答案】

D

【分析】

【详解】

A、做功多,实用功不必定多,实用功占总功的比率不必定高,所以机械效率不必定高,

 

故A错误;B、实用功占总功的比率与单位时间内做功多少没关,故B错误;C、省力多

的机械的机械效率常常偏低,故C错误;D、额外功在总功中所占比率越小,说明实用功

在总功中所占的比率越大,机械效率就越高,故D正确;应选D.

【点睛】

①总功=实用功+额外功;②实用功和总功的比值叫机械效率;③由机械效率的定义可知,机械效率的高低只与实用功在总功中所占的比率相关,与做功多少、功率大小没关.

 

3.用一个定滑轮和一个动滑轮构成的滑轮组把重150N的物体匀速提高1m,不计摩擦和

绳重时,滑轮组的机械效率为60%.则以下选项错误的选项是()

A.实用功必定是150JB.总功必定是250J

C.动滑轮重必定是100ND.拉力大小必定是125N

【答案】D

【分析】

【剖析】

知道物体重和物体上涨的高度,利用W=Gh求对物体做的实用功;

又知道滑轮组的机械效率,利用效率公式求总功,求出了实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,依据F=

1

n

(G物+G轮)求拉力大小.

【详解】

 

对左图滑轮组,肩负物重的绳索股数n=3,对物体做的实用功:

W有=Gh=150N×1m=150J,

W有

W有

=

150J

由η=

,得:

W总=

=250J,所以,W额=W总-W有=250J-150J=100J;因为不

W总

60%

计绳重和摩擦,W额=G轮h,所以动滑轮重:

W额

100J

=100N,拉力F的大小:

G轮=

=

h

1m

F=

1(G物+G轮)=1(150N+100N)=250

N;对右图滑轮组,肩负物重的绳索股数

3

3

3

n=2,对物体做的实用功:

W有

W有=Gh=150N×1m=150J,由η=

,得:

W总

W总

W有

150J

W额=G轮

=

=

=250J,所以W额=W总-W有=250J-150J=100J;因为不计绳重和摩擦,

60%

 

h

G

=

W额

=

100J

F

1

G

+G

=1

=100N

,拉力

的大小:

F=

,所以动滑轮重:

h

1m

2

2

(150N+100N)=125N;由以上计算可知,对物体做的实用功都是

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.

应选D.

 

4.为研究杠杆均衡条件,老师演示时,先在杠杆双侧挂钩码进行实验研究,再用弹簧测力

计代替一侧的钩码持续研究(如图),这样做的目的是()

 

A.便于直接读出拉力的大小

 

B.便于同学们察看实验

C.便于正确理解力臂

D.便于丈量力臂的大小

【答案】

【分析】

【剖析】

【详解】

C

 

从支点到力的作用线的距离叫力臂,在杠杆双侧挂钩码,因为重力的方向是竖直向下的,力臂在杠杆上能够直接读出,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,由杠杆的均衡条件知道,力会相应增大,才能使杠杆仍保持均衡,

所以这样做实验能够加深学生对力臂的正确认识,故C正确.

 

5.工人师傅利用以下图的两种方式,将重均为300N的货物从图示地点向上迟缓提高

0.5m。

F1、F2一直沿竖直方向;图甲中OB=2OA,图乙中动滑轮重为60N,重物上涨速度为

0.01m/s。

不计杠杆重、绳重和摩擦,则以下说法正确的选项是

 

A.甲乙两种方式都省一半的力

B.甲方式F1由150N渐渐变大

C.乙方式的实用功是180J

D.乙方式F2的功率为3.6W

【答案】D

【分析】

 

【剖析】

(1)依据杠杆的特色和动滑轮的特色剖析甲乙两种方式的省力状况;

(2)依据动力臂和阻力臂的关系剖析甲方式F1的变化;

(3)依据W实用=Gh可求乙方式的实用功;

(4)依据公式P=Fv求出乙方式F2的功率。

【详解】

A、甲图,F1为动力,已知OB=2OA,即动力臂为阻力臂的2倍,因为不计摩擦、杠杆自

重,由杠杆均衡条件可知,动力为阻力的一半,即

F1=150N;由图乙可知,n=3,不计绳重

和摩擦,则F21(GG动)

1(300N

60N)

120N,故A错误;

3

3

B、甲图中,重力即阻力的方向是竖直向下的,动力的方向也是竖直向下的,在提高重物

的过程中,动力臂和阻力臂的比值不变,故动力

F1

为150N不变,故B错误;

C、不计绳重和摩擦,乙方式的实用功为:

W实用=Gh=300N×0.5m150J,故C错误;

D、乙方式中F=120N,绳索的自由端的速度为v

=0.01m/s×3=0.03m/s,则乙方式

F的功

2

2

率为:

P

W

F2s绳

F2v绳

120N0.03m/s3.6W,故D正确。

t

t

应选D。

 

6.为了将搁置在水平川面上重为100N的物体提高必定高度,设置了如图甲所示的滑轮组

装置。

当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上涨

的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。

(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)。

列计算结果不正确的是

...

 

A.0s~1s内,地面对物体的支持力大于10N

B.1s~2s内,物体在做加快运动

C.2s~3s内,拉力F的功率是100W

D.2s~3s内,滑轮组的机械效率是83.33%

【答案】C

【分析】

【详解】

(1)由图乙可知

0~1s内,拉力

F=30N.取动滑轮和重物为研究对象

遇到向下的重力

G

和G动,向上的支持力

F支,及三根绳索向上的拉力

F′作用,处于静止状态;地面对重物的支

持力

F支=G-F′=G-3F

拉+G动=100N-3×30N+G

动=G动+10N

10N,故

A正确;(

2)由图

丙可知,

1s~2s内,物体在做加快运动,故

B正确;(

3)由图可知在

2~3s内,重物做匀速

 

运动,v3=2.50m/s,拉力F3=40N,因为从动滑轮上直接引出的绳索股数(肩负物重的绳索股

数)n=3,所以拉力F的作用点降落的速度v′

,拉力做功功率

3=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s

(总功率):

P总=F3v′3=40N×7.5m/s=300W,故C错误;滑轮组的机械效率:

η=

 

×100%=×100%=×100%83.33%,故D正确。

应选C.

【点睛】

由滑轮组的构造能够看出,肩负物重的绳索股数n=3,则拉力F挪动的距离s=3h.

(1)

已知滑轮组绳索的段数n和拉力F拉,物体静止,设滑轮组对物体的拉力F′,其关系为F

 

拉=(F′+G动);地面对物体的支持力等于物体对地面的压力,等于物体的重力

G减去整

个滑轮组对物体的拉力

F′;

(2)由F-t图象得出在

1~2s内的拉力F,由h-t图象得出重物

上涨的高度,求出拉力

F的作用点降落的距离,利用

W=Fs求此时拉力做功.(3)由F-t

图象得出在2~3s内的拉力F,由v-t图象得出重物上涨的速度,求出拉力

F的作用点降落

的速度,利用P=Fv求拉力做功功率,知道拉力

F和物重G大小,以及S与h的关系,利

用效率求滑轮组的机械效率.

 

7.以下图,动滑轮重为1N,拉力F为5N,则重物G和弹簧秤读数为

 

A.G为

4N,弹簧秤读数为

5N

B.G为9N,弹簧秤读数为

10N

C.G为10N,弹簧秤读数为

5N

D.G为

9N,弹簧秤读数为

5N

【答案】D

【分析】

此时弹簧秤与拉力F共同肩负重物和滑轮的重力,因拉力

F为5N,所以弹簧秤读数也为

5N;

,所以G=9N,应选项D正确;

应选D.

 

8.以下简单机械中既能够省力,同时又能够改变力的方向的是

A.定滑轮

B.动滑轮

C.斜面

D.滑轮组

【答案】D

【分析】

【剖析】

不同机械的优弊端都不同样:

动滑轮省力,但不可以改变力的方向;定滑轮能够改变方向,

但不可以省力;斜面只好改变力的大小;滑轮组既能够改变力的大小也能够改变力的方向.

 

【详解】

A、定滑轮只好改变力的方向,不可以省力,不切合题意;

B、动滑轮能够省力,但不可以改变力的方向,不切合题意;

C、斜面能够省力,不可以改变力的方向,不切合题意;

D、滑轮组既能够省力,也能够改变力的方向,切合题意;

应选D.

 

9.在不计绳重和摩擦的状况下利用以下图的甲、乙两装置分别使劲把同样的物体匀速提

升同样的高度.若用η甲、η

乙表示甲、乙两装置的机械效率,

W甲、W

乙表示拉力所做的

功,则以下说法中正确的选项是

 

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

【分析】

【详解】

物体高升的高度和物体重力都同样,依据公式

W=Gh可知做的实用功同样;由图可知,动

滑轮个数同样,即动滑轮重力同样,提高的高度同样,不计绳重和摩擦

则拉力做的额外功

同样.实用功同样、额外功同样,则总功同样,即

W甲=W乙.依据η=

W有

可知,机械效

W总

率同样,即η甲=η乙.故A切合题意.

 

10.以下对于功、功率、机械效率的说法中正确的选项是

A.机械效率越大,做的实用功必定越多

B.功率越大,做功越快

C.有力作用在物体上,力必定对物体做了功

D.功率小,机械效率也必定低

【答案】B

【分析】

【详解】

A.因为机械效率是实用功与总功的比值,所以机械效率越大,做的实用功不必定越多,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挪动距离,力不做功,故C错误;

D.机械效率是实用功与总功的比值,与功率的大小没关,故D错误.

 

11.工人师傅利用以下图的两种方式,将均为

 

300N

 

的货物从图示地点向上迟缓提高一

段距离.

F1、F2一直沿竖直方向;图甲中

OB=2OA,图乙中动滑轮重为

60N,重物上涨速度

为0.01m/s.不计杠杆重、绳重和摩擦,则以下说法正确的选项是(

 

A.甲乙两种方式都省一半的力

B.甲方式F由150N渐渐变大

1

C.乙方式机械效率约为

83.3%

D.乙方式F2的功率为3W

【答案】C

【分析】

试题剖析:

由甲图可知,

OB=2OA,即动力臂为阻力臂的

2倍,因为不计摩擦、杠杆自重,

由杠杆均衡条件可知,动力为阻力的一半,即

F1=150N;由图乙可知,n=3,不计绳重和摩

擦,则F2=G+G动)/3=(300N+60N)/3=120N,故A错误;甲图中,重力即阻力的方向是竖

直向下的,动力的方向也是竖直向下的,在提高重物的过程中,动力臂和阻力臂的比值不

变,故动力F1

的大小不变,故

B错误;不计绳重和摩擦,则乙方式机械效率为:

η

有/W

=W

总=W有/W有+W额=Gh/Gh+G轮h=G/G+G轮=300N/300N+60N=83.3%,故C正确;乙方式中

2

v

绳=0.01m/s×3=0.03m/s,则乙方式F2

2

F=120N,绳索的自由端的速度为

的功率为:

P=Fv

=120N×0.03m/s=3.6W,故D错误,应选C.

考点:

杠杆的均衡条件;滑轮(组)的机械效率;功率的计算

 

12.轻质杠杆AB可绕中点O自由转动,此刻其A端和B端分别施以大小相等的力F1和F2,它们的方向以下图,则以下说法中正确的选项是

 

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.杠杆会保持均衡

D.没法判读杠杆转动方向

【答案】A

【分析】

 

【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,以以下图所示:

 

因OA=OB,由几何知识知道,

 

故OC<OD

又因为F1和F2的大小相等,由均衡条件知道,力与力臂乘积的大小关系是:

F1×OC<F2×OD,

所以,杠杆不可以均衡,杠杆会沿顺时针方向转动,即只有

 

13.以下图所示的工具中,属于费劲杠杆的是:

A正确。

 

A.

 

钢丝钳

 

B.

 

起子

 

C.羊角锤D.镊子

 

【答案】D

【分析】

【详解】

动力臂小于阻力臂的杠杆属于费劲杠杆,四幅图中只有镊子的动力臂是小于阻力臂的,故

应选D。

 

14.用图3甲、乙两种方式匀速提高重为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

【分析】

【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,使用该滑轮能够省一半的力,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有是战胜物体重力做的功是同样的,但乙图中拉力做功要战胜动滑

W有

轮的重力做功,比甲图中做的总功要多,所以联合机械效率公式可知,实用功相

W总

同时,总功越大的,机械效率越小;

所以选D.

 

15.如图甲所示,是建筑工地上的塔式起重机表示图,它是经过电动机带动如图乙所示的

滑轮组起吊物料的.假如这个滑轮组把

3

10s内匀速提高l0m,绳索自由端

6×10N的重物在

的拉力F=2.1×103N,不计全部摩擦和绳重,则以下说法中正确的选项是

 

A.拉力做的功是2.1×

4

3

10J

B.拉力F的功率是2.1×10W

C.该滑轮组的动滑轮共重

300N

D.该滑轮组的机械效率是

80%

【答案】C

【分析】

由图乙知道,滑轮组绳索的有效股数是

n=3,即绳索自由端挪动的距离是:

s=3h=3×10m=30m,所以拉力做的功是:

W总=Fs=2.1×103N×30m=6.3×104

J,故A错误;拉

力做功的功率是:

P=W总/t=6.3×104N/10s=6.310×3W,故B错误;若不计绳重和摩擦,则由

F=(G+G动)/n可知,动滑轮的总重是:

G动=nF-G=3×2.1×103N-6×103N=300N

,故C正

确;拉力做的实用功是:

W有

=Gh=6×10

3

N×10m=6×10

4

J,滑轮组的机械效率是:

η=W/W

总×100%=6×104J/6.310×4J×100%≈95.2%,故D错误,应选C.

 

16.以以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

【分析】

【详解】

依据题意知道,在不计机械自重和摩擦的条件下使用的简单机械;

A.图的杠杆提高重物时,因为动力臂小于阻力臂,所以是费劲杠杆,即

F>G;

B.用图中的杠杆提高重物时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,即

F=G;

C.图中滑轮组肩负物重的绳索的有效股数是:

n=2,

所以,绳端的拉力是:

 

 

D.图中滑轮组肩负物重的绳索的有效股数是:

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。

 

17.同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提高重为

和滑轮的摩擦力不计.则()

 

100N

 

的物体,已知滑轮重

 

20N、绳重

 

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】C

【分析】

【详解】

 

甲为定滑轮,由定滑轮的使用特色可知:

绳重和摩擦力不计,

F甲

G,而且能够改变力

的方向。

乙为动滑轮,F乙

1

G),由题知,G动=20N<G,所以F甲

F乙。

(G动

2

以下图,用定滑轮和动滑轮分别将质量同样的甲、乙两物体匀速提高同样的高度,不计

绳重与摩擦,则所做的实用功W实用同样大,因为要战胜动滑轮重力的作用,所以使用动滑

轮做的总功多,由η

W实用

乙,故C正确为答

可知,定滑轮的机械效率高,所以

W总

案,选项ABD错误。

 

18.以下对于机械效率的说法正确的选项是()

A.越省力的机械,机械效率越高

B.做功越少的机械,机械效率越低

C.做功越慢的机械,机械效率越低

D.总功同样,实用功越大的机械,机械效率越高

【答案】D

【分析】

【详解】

A.机械效率是实用功与总功的比值,与机械省力与否没关,故A错误.

B.机械效率越低,实用功占总功的比率越低,不必定就是做的功少,故B错误.

C.做功越慢的机械,功率越小.功率和机械效率是两个不同的观点,两者没相关系,不可以

说做功越慢的机械,机械效率越低,故C错误.

 

D.由

 

η

W实用

 

100%可知,总功同样,实用功越大的机械,机械效率越高,故

 

D正

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