简单机械培优题docx.docx

1、简单机械培优题docx简单机械培优题一、简单机械选择题1 如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度若G1 212=G ，所用竖直向上的拉力分别为F和 F ，拉力做功的功率分别为 P12，两装置的机械效率分别为12和 P 和 （忽略绳重和摩擦）则下列选项正确的是A F1 F2 1 2 P1 P2 BF1 F2 1=2 P1=P2C F1 F2 1 2 P1 P2 D F1 F2 1 2 P1 P2【答案】 B【解析】【详解】甲滑轮组 n 是 2，乙滑轮组 n 是 3，乙更省力由于两个滑轮组做的有用功相同，额外功相同，它们的机械效率也相同在

2、相同时间内做的总功相同，它们的功率也相同故 B 正确2 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 B额外功一定，增大有用功C有用功一定，增大总功 D总功一定，增大额外功【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

3、与总功的比值减小，故 D 不符合题意3用图中装置匀速提升重为 100N 的物体，手的拉力为 60N，滑轮的机械效率为（ ）A16.7% B 20% C 83.3% D 100%【答案】 C【解析】【详解】由图可知，提升重物时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动，则该滑轮为动滑轮；拉力移动的距离 s=2h，= = = = = 83.3%4 用如图所示滑轮组提起重 G=320N 的物体，整个装置静止时，作用在绳自由端的拉力F=200N，则动滑轮自身重力是（绳重及摩擦不计）A120NB 80NC 60ND无法计算【答案】 B【解析】【详解】由图可知， n=2，由题知， G物 =320N， F=200N，

4、不考虑绳重和摩擦， ，即： ，动滑轮重： G轮 =80N5 为了将放置在水平地面上重为 100N 的物体提升一定高度，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 和物体上升的高度 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）。下列计算结果不正确 的是A0s1s 内，地面对物体的支持力大于10NB 1s 2s 内，物体在做加速运动C 2s 3s 内，拉力 F 的功率是 100WD 2s 3s 内，滑轮组的机械效率是 83.33%【答案】 C【解析】【详解】（1）由图乙可知 ,在 01s 内,拉力 F 30N.取动滑

5、轮和重物为研究对象,受到向下的重力 G和 G 动,向上的支持力F 支 ,及三根绳子向上的拉力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-330N+G 动 G 动+10N10N，故 A 正确；（ 2）由图丙可知， 1s2s 内，物体在做加速运动，故B 正确；（ 3）由图可知在23s 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子股数（承担物重的绳子股数） n 3，所以拉力 F 的作用点下降的速度v33 3v 32.50m/s 7.5m/s，拉力做功功率（总功率） :P 总 F33，故 C 错误；滑轮

6、组的机械效率：v 40N7.5m/s 300W100% 100% 100% 83.33% ，故 D 正确。故选 C.【点睛】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数 n 3，则拉力 F 移动的距离 s 3h（ 1）已知滑轮组绳子的段数 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 图象得出重物上升的高度，求出拉力F 的作用点下降的距离，利用W Fs 求此时拉力做功（ 3）由 F-t图象得出在 2

7、 3s 内的拉力 F，由 v-t 图象得出重物上升的速度，求出拉力F 的作用点下降的速度，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6 如图所示，杠杆处于平衡状态且刻度均匀，各钩码质量相等，如果在杠杆两侧各减少一个钩码，杠杆会（ ）A左端下沉 B右端下沉C杠杆仍然平衡 D无法判断【答案】 B【解析】【详解】设一个钩码重为 G，一格的长度为 L，原来： 3G4L=4G3L，杠杆平衡；在杠杆两侧挂钩码处各减少一个质量相等的钩码，现在： 2G4L3G3L ，所以杠杆不再平衡，杠杆向顺时针方向转动，即右端下沉。故 ACD 错误，

8、B 正确。7 如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是A BC D【答案】 C【解析】【详解】1A 此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即 F= G；2B此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即 F=G；C此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3 股，则 F=1G；31D此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由 2 股，则 F= G2由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是 C， C 符合题意8 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，恰好使木块水平放置，如图所示，现有水平力 F 由 A 向

9、 B 缓慢匀速推动，在推动过程中，推力 F 将A逐渐增大B逐渐减小C大小不变D先增加后减小【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 ，重力的力臂为l G，支持力的力臂为l支，根据杠杆平衡条件可得：F 支 l支 =GlG ，水平力F由A向B 缓慢匀速推动木块，F 支的力臂在减小，重力G 及其力臂l G 均不变，根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐增大；由于支持力逐渐变大，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体 C 的压力也逐渐变大，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增大，木块 C 匀速运动，受到推力和摩擦力是平衡

10、力，推力大小等于摩擦力大小，由力的平衡条件可知，水平推力 F 也逐渐增大，故 A 符合题意， BCD 不符合题意。9 用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率 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 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 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2ND当 G 物=6N 时，机械效率=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

11、绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式=知：机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率 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=可知，两装置的机械效率相同，即B 错误；1 2=故C、由图可知， G=12N ，此时 =80%，则= =，即 80%=，解得 G 动 =3N ，故C 错误；D、 G 物 =6N 时，机械效率=

12、100%=100%=100%= 100% 66.7%D正确故故选 D10 下列杠杆中属于费力杠杆的是A B CD【答案】 C【解析】【详解】A 、剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 A 错误；B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B 错误C、如图的镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C 正确；D、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D 错误；故选 B【点睛】重点是杠杆的分类，即动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂时，为费力杠杆，但省力杠杆费距离，费力杠杆省距离。11 如图所示，一根木棒在水平动力（拉力） F 的作用下以

13、O 点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂为 L，动力与动力臂的乘积为 M ，则A F 增大， L 增大，M增大BF 增大， L 减小， M减小C F 增大， L 减小，【答案】 C【解析】【分析】M增大DF 减小， L 增大， M增大找某一瞬间：画出力臂，分析当转动时动力臂和阻力臂的变化情况，根据杠杆平衡条件求解【详解】如图，l 为动力臂，L 为阻力臂,由杠杆的平衡条件得：Fl=GL ；以O 点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，l 不断变小，L 逐渐增大，G 不变；由于杠杆匀速转动，处于动态平衡；在公式Fl =GL中， G 不变，L 增大，则GL 、 Fl

14、都增大；又知：l 不断变小，而Fl不断增大，所以F 逐渐增大，综上可知：动力F 增大，动力臂l 减小，动力臂和动力的乘积 M=F l 增大；故选 C【点睛】画力臂：画力的作用线（用虚线正向或反方向延长）；从支点作力的作用线的垂线得垂足；从支点到垂足的距离就是力臂12 如图所示，轻质杠杆 AB，将中点 O 支起来，甲图的蜡烛粗细相同，乙图的三支蜡烛完全相同，所有的蜡烛燃烧速度相同。在蜡烛燃烧的过程中，则杠杆A甲左端下沉，乙右端下沉 B甲左端下沉，乙仍保持平衡C甲右端下沉，乙右端下沉 D甲、乙均能保持平衡【答案】 B【解析】【详解】设甲乙两图中的杠杆长均为 l 。图甲中， m 左 l 左 = m

15、右 l 右 ，燃烧速度相同，蜡烛因燃烧减少的质量 m相同，故左边为：（ m 左- m） l 左 = m 左 l 左- ml左，右边为：（m 右- m） l 右 = m 右 l 右- ml右 ，因为 l 左 小于 l 右 ，所以（ m 左- m）l左= m左左- ml左（ m 右- m）l右= m右右右，ll- ml故左端下沉；图乙中，设一只蜡烛的质量为 m2m l=m l，直尺在水平位置平衡；三支蜡烛同时点燃，并且燃烧速度相同，三支蜡烛因燃烧减少的质量 m相同，2（m-m） l=（ m-m） l ，在燃烧过程中直尺仍能平衡故选B13 如图所示，斜面长 3m ，高沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是0

16、.6m ，建筑工人用绳子在150N（忽略绳子的重力6s 内将重 500N 的物体从其底端）则下列说法正确的是A斜面上的摩擦力是50NB拉力的功率是 50WC拉力所做的功是300JD斜面的机械效率是 80%【答案】 A【解析】【分析】（1）利用 W Fs 计算该过程拉力 F 做的功；利用 W 有 Gh 求出有用功，利用 W 额 W 总W 有 求出额外功，然后利用 W 额 fs 计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小；（ 2）利用 P W 求拉力做功功率；（3）由 W有求斜面的机械效率tW总【详解】AC. 拉力 F 做的功： W 总 Fs150N3m 450J；有用功： W 有用 Gh 500N0.6m

17、 300J，额外功： W 额 W 总 W 有用 450J 300J 150J，由 W 额 fs 可得，物体在斜面上受到的摩擦力： f W额 150 Js 3m 50N，故 A 正确、 C 错误； B. 拉力的功率： P W总 450Jt 6s75W ，故 B 错； D.斜面的机械效率：W有 300J100% 66.7%，故 D 错误故W总450J选 A 14 如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同速度同时匀速向支点移动，则杠杆A仍能平衡B不能平衡，大球那端下沉C不能平衡，小球那端下沉D无法判断【答案】 C【解析】【详解】开始时两球平衡，即力矩相等；当运动

18、时，两球速度相同，则在相同时间内移动的距离相同，大球的力矩减少的快，则大球力矩会小于小球力矩，杠杆向小球那端下沉15 如图所示，规格完全相同的滑轮，用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为 G1 和 G2 的两个物体，不计摩擦与绳重，比较它们的省力情况和机械效率，下列说法正确的是A若 G1=G2，则 F1 F2，甲的机械效率高 B若 G1=G2，则 F1 F2 ，乙的机械效率高C若 G1G2 ，则 F1F2，甲、乙的机械效率相同 D若 G1 G2，则 F1 F2，乙的机械效率高【答案】 D【解析】【详解】A. 由于滑轮组相同 ,并且不计摩擦则额外功相等 ,若 G1=G 2，则有用功也相同

19、，所以机械效率相等，故 A 错误； B. 甲图 n=3,F1= G1,乙图 n=2,F2= G2,若 G1=G2 ,则 F1F 2，提升相同的重物，其机械效率与绳子的绕法无关，即机械效率相同；故 B 错误； C. 甲图 n=3,F1= G1,乙图 n=2,F2= G2,若 G1G 2,则 F1F2 ,若 G1G 2，则乙图有用功多，机械效率高，故 C 错误；D. 甲图 n=3,F =G ,乙图 n=2,F = G ,若 ,则FF;甲乙两图由于滑轮组相同,并且不计112212摩擦则额外功相等,若 G1G 2，由 W=Gh ，可得，则乙图有用功多，机械效率高，故D 正确；故选 D.【点睛】要判断甲

20、、乙两图的绳子段数来比较省力情况，由于滑轮组相同，并且不计摩擦则额外功相同通过比较有用功的大小可比较机械效率的高低16 同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为 100N 的物体，已知滑轮重 20N、绳重和滑轮的摩擦力不计则 （ ）A手的拉力：B手的拉力：C手的拉力：D手的拉力：【答案】 C 【解析】【详解】F 甲 F 乙 ；机械效率： 甲 乙F 甲=F 乙； 机械效率： 甲 =乙F 甲 F 乙 ；机械效率： 甲 乙F 甲 F 乙 ；机械效率： 甲 乙甲为定滑轮，由定滑轮的使用特点可知：绳重和摩擦力不计，F甲G ，并且可以改变力的方向。乙为动滑轮， F乙1G动）F甲F乙（动=20NG，因此。2

21、G ，由题知， G如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功 W 有用 一样大，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由 W有用乙 ，故 C 正确为答可知，定滑轮的机械效率高，所以甲W总案，选项 ABD 错误。17 下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ）A BC D【答案】 D【解析】【详解】在 A 的斜面中，存在 F 14m=G2m，故 F1 =G2；在 B 的滑轮组中， n=3，故 F2= G ；在 C3的定滑轮中，不省力，故 F3=G；在 D 的杠杆中，存在

22、44G ；可见所需动F4l=Gl，故 F =4力最小的是 D 18 如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力 F，将杠杆缓慢地由位置 A 拉至位置 B，在这个过程中，力 F 的大小将（ ）A不变 B变小 C变大 D先变大后变小【答案】 C【解析】【详解】在杠杆缓慢由 A 到 B 的过程中，力F 始终与杠杆垂直，所以动力臂OA 的长度没有变化，阻力 G 的大小没有变化，而阻力臂l 却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：F?OA=G?l ，当OA、G 不变时， l 越大，那么 F 越大；因此拉力 F 在这个过程中逐渐变大C 符合题意，选项 ABD 不符合题意19 如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳

23、重和摩擦力，G160N，G2 38N，甲乙两种情况下绳子在相等拉力F 作用下静止。则每个动滑轮的重力为（）A3NB 6NC 11ND 22N【答案】B【解析】【分析】分析可知滑轮组承担物重的绳子股数n，不计绳重和摩擦力，拉力F1（ G+G 轮 ），因为n拉力相同，据此列方程求动滑轮的重力。【详解】由图知，承担物重的绳子股数分别为： n13， n2 2，滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为 G 轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：F11（G1+G 轮）， F21 （ G2+G 轮），32由题知 F121 （G1轮） 1（ G2+G轮），即：1 （ 60N+G轮） 1（ 38N+GF ，所以+G2323轮），解答动滑轮的重力：G 轮6N。故选： B。“F作用下水平平衡，如图所示，现将弹簧测20 在探究 杠杆平衡条件实验中，杠杆在力力计绕 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】 CB一直变大C一直不变D先变小后变大【解析】【详解】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Fl F l11 22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