2020-2021年簡單機械難題及答案經(jīng)典

2020-2021年簡單機械難題及答案經(jīng)典一、簡單機械選擇題1.如圖，用滑輪組將600N的重物在10s內(nèi)勻速提升了2m,動滑輪重為100N（不計繩重和摩擦），下列說法正確的是A.繩子自由端拉力的功率是70WB.滑輪組的機械效率是85.7%C.提升重物的過程中所做的額外功是400J400N時，滑輪組的機械效率將變大D.400N時，滑輪組的機械效率將變大【答案】B【解析】A.根據(jù)圖示可知,A.根據(jù)圖示可知,n=2,不計繩重和摩擦，拉力:F=1(G+G輪)=1(600N+100N)=350N,拉力端移動距離:s=2h=2X2m=4中總功:W總=55=35034m=1400J,拉力的功率:>W總1400J>W總1400JP=—=t10s=140W；故A錯;B.有用功:W有用=Gh=600NX2m=1200J,滑輪組的機械效率:W1200J年丁==85.7%W總1400J故B正確；C.提升重物的過程中所做的額外功：W額=W總-W有用=1400J-1200J=200J,故C錯；D.當提升重物的重力減小為400N,做的有用功就變小，而額外功幾乎不變，有用功和總功的比值變小，故滑輪組的機械效率變小，故D錯；2.工人師傅利用如圖所示的兩種方式，將重均為300N的貨物從圖示位置向上緩慢提升0.5m。E、F2始終沿豎直方向；圖甲中OB=20A圖乙中動1t輪重為60N,重物上升速度為0.01m/s。不計杠桿重、繩重和摩擦，則下列說法正確的是A.甲乙兩種方式都省一半的力B.甲方式Fi由150N逐漸變大C.乙方式的有用功是180JD.乙方式F2的功率為3.6W【答案】D【解析】【分析】(1)根據(jù)杠桿的特點和動滑輪的特點分析甲乙兩種方式的省力情況；(2)根據(jù)動力臂和阻力臂的關系分析甲方式F1的變化；(3)根據(jù)W有用=Gh可求乙方式的有用功；(4)根據(jù)公式P=Fv求出乙方式F2的功率?！驹斀狻緼、甲圖，F(xiàn)1為動力，已知0B=20A,即動力臂為阻力臂的2倍，由于不計摩擦、杠桿自重，由杠桿平衡條件可知，動力為阻力的一半，即F1=150N；由圖乙可知，n=3,不計繩重1__1和摩擦，則F2-(GG動)一(300N60N)120N,故A錯誤；33B、甲圖中，重力即阻力的方向是豎直向下的，動力的方向也是豎直向下的，在提升重物的過程中，動力臂和阻力臂的比值不變，故動力F1為150N不變，故B錯誤；C、不計繩重和摩擦，乙方式的有用功為：W有用=Gh=300NX0.5m150J,故C錯誤；D、乙方式中F2=120N,繩子的自由端的速度為v繩=0.01m/s3=0.03m/s,則乙方式F2的功率為：PWFslF2v繩120N0.03m/s3.6W,故D正確。故選D。3.在生產(chǎn)和生活中經(jīng)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RC、D選項錯誤；.如圖所示，工人利用動滑輪吊起一袋沙的過程中，做了300J的有用功，100J的額外功，則該動滑輪的機械效率為（）A.75%B.66.7%C.33.3%D.25%【答案】A【解析】試題分析：由題意可知，人所做的總功為W小有+W額=300J+100J=400J故動滑輪的機械效率為y]=Wr/W總=300J400J=75%,故應選A?！究键c定位】機械效率.下列關于功率和機械效率的說法中，正確的是（）A.功率大的機械，做功一定多B.做功多的機械，效率一定高C.做功快的機械，功率一定大D.效率高的機械，功率一定大【答案】C【解析】試題分析：根據(jù)功、功率、機械效率的關系分析.功率是單位時間內(nèi)做的功的多少，機械效率是有用功與總功的比值.解：A、說法錯誤，功率大，只能說明做功快；B、說法錯誤，由于機械效率是有用功與總功的比值，故做功多，不一定機械效率就大；C、說法正確；D、說法錯誤，機械效率高，只能說明有用功在總功中占的比例大.故選C.6.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）G120N80N60ND.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，『三;相輪），1即：200N=_〔320N+G姐），???動滑輪重：G輪=80N.7.如圖所示甲、乙兩套裝置所用滑輪質(zhì)量均相等，用它們分別將所掛重物在相等時間內(nèi)豎直向上勻速提升相同高度.若Gi=G2,所用豎直向上的拉力分別為F1和F2,拉力做功的功率分別為P1和P2,兩裝置的機械效率分別為邙和平（忽略繩重和摩擦）.則下列選項正確的是

B.F1>F2;ri>邛；P1>P2D.FivF2；印>砰B.F1>F2;ri>邛；P1>P2D.FivF2；印>砰；Pi>P2C.FivF2；r）iv砰；PivP2【答案】A【解析】【詳解】1不甘繩重及摩擦，因為拉力F=-（G+G輪），n1=2,n2=3,所以繩子受到的拉力分別nTOC\o"1-5"\h\z11,為：Fi=—（Gi+G輪），F(xiàn)2=—（G2+G輪），故Fi>F2；故CD錯誤；23因為動滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，W額=6輪h,W有用=G物h,所以利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同；,Wr用一『……由打=可知，機械效率相同，"=作；W又因為所用時間相同，由P=一可知，拉力做功的功率Pi=P2,故B錯誤，A正確.t故選A..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.FiB.F2C.F3D.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(jù)桿桿平衡條件可知，最省力的是沿F3方向.故選C..如圖所示，一長為L的直桿可繞。點轉(zhuǎn)動，桿下掛一所受重力為G的物塊，剛開始直桿與豎直方向夾角為60o.為了安全下降物塊，用一個始終水平向右且作用于直桿中點的拉力F,使直桿緩慢地轉(zhuǎn)動到豎直位置（可以認為杠桿每一瞬間都處于平衡狀態(tài)），則下列說法正確的

A.拉力F的大小保持不變1B.拉力F和物塊重力G是一對平衡力C.這個過程中物塊重力所做的功為1GLD.這個過程中直桿一直都是費力2杠桿【答案】C【解析】【詳解】A.由圖知，杠桿由與豎直方向成60。角逐漸轉(zhuǎn)到豎直位置時，由于拉力始終水平，所以其力臂逐漸變大；物體對杠桿拉力為阻力，轉(zhuǎn)動過程中阻力臂逐漸變??；由杠桿平衡條件可知拉力F逐漸變小，故A錯誤；B.拉力F和物塊重力大小不等、不一條直線上，不作用在一個物體上，所以不是一對平衡力，故B錯誤；.1.一一C.杠桿由與豎直萬向成60角時，杠桿右端局度h—L,轉(zhuǎn)到豎直位置時杠桿下端局度2.1,降到L處，所以物體下降高度VhL-L—L,所以物體重力做功21WGVh-GL,故C正確；2D.當杠桿轉(zhuǎn)到豎直位置時，阻力臂為0,杠桿為省力杠桿，故D錯誤。10.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B.B.只有②④D.只有①④A.只有①③C.只有②③【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………—…WW與摩擦的影響，滑輪組的機械效率：=——=,額外功相同，提升A物體時滑輪W息WW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。11.如圖所示，屬于費力杠桿的是【答案】A【解析】【詳解】A、用鐐子夾物品時，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..物體做勻速直線運動，拉力F=60N,不計滑輪間的摩擦和動滑輪的自重，則物體受到的摩擦力是A.60NB.120NC.20ND.180N【答案】D【解析】【分析】分析滑輪組的動滑輪繞繩子的段數(shù)，不計滑輪間的摩擦和動滑輪的自重，根據(jù)1得到物體受到的摩擦力?！驹斀狻繌膱D中得到動滑輪上的繩子段數(shù)為3,不計滑輪間的摩擦和動滑輪的自重，物體受到的摩擦力：f=3F=3X60N=180N。故選D?！军c睛】本題考查滑輪組的特點，解決本題的關鍵要明確纏繞在動滑輪上的繩子的段數(shù)。.如圖所示，滑輪組的每個滑輪質(zhì)量相同，用它們將重為Gi、G2的貨物提高相同的高度(不計繩重和摩擦)，下列說法正確的是GiGA.用同一個滑輪組提起不同的重物，機械效率不變B.若Gi=G2,則甲的機械效率大于乙的機械效率C.若Gi=G2,則拉力Fi與F2所做的總功相等D.若Gi=G2,則甲、乙滑輪組所做的額外功相等【答案】B【解析】【分析】(i)同一滑輪組提起重物不同時，所做的額外功相同，有用功不同，根據(jù)機械效率為有用功和總功的比值判斷滑輪組機械效率是否變化；(2)滑輪組所做的總功為克服物體的重力和動滑輪重力所做的功，根據(jù)W=Gh比較兩者所做總功之間的關系；(3)滑輪組所做的有用功為克服物體重力所做的功，根據(jù)W=Gh比較兩者的大小，再根據(jù)機械效率為有用功和總功的比值比較兩者機械效率之間的關系；(4)根據(jù)W=Gh比較有用功的大小.【詳解】A.用同一個滑輪組提起不同的重物時，額外功不變，但有用功不同，有用功和總功的比值不同，則滑輪組的機械效率不同，故A錯誤；BC.若Gi=G2,且貨物被提升的高度相同，根據(jù)亞有=6物h可知，兩滑輪組所做的有用功

相等；不計繩重和摩擦，拉力所做的總功為克服物體重力和動滑輪重力所做的功，因甲滑輪組只有1個動滑輪（即動滑輪重更?。?，所以由Wx（G物+G動）h可知，甲滑輪組做的總功W小于乙滑輪組做的總功，由」可知，甲滑輪組的機械效率高，故B正確，C錯誤;W心、D.兩物體被提升的高度相同，動滑輪的重力不同，根據(jù)W=G動h可知，甲、乙滑輪組所做的額外功不相等，故D錯誤.故選B.【點睛】涉及機械效率的問題時，關鍵是要清楚總功、有用功、額外功都在哪，特別要清楚額外功是對誰做的功，使用滑輪或滑輪組時，額外功為提高滑輪做的功、克服摩擦及繩子重做的功.14.如圖所示，甲、乙是固定在水平地面上的兩個光滑斜面，長度分別為4m、5m,高度相同.兩個工人分別用沿斜面向上的拉力F甲、F乙把完全相同的工件從斜面底端勻速地拉到斜面頂端，且速度大小相等.此過程拉力F甲、F乙所做的功分別為W甲、W乙，功率分別為P甲、P乙，機械效率分別為刀甲、刀乙.下列說法正確的是（）甲乙A.F甲：F乙=5：4B.W甲：W乙=5：4C.P甲：P乙=4：5D.y1甲：刀乙=4：5【答案】A【解析】Gh74;5,Gh74;5,故a正Gh45F甲A.斜面光滑，則不做額外功，所以WkW總，即Gh=Fs,可彳導:—確；B,因為W*W,『Gh.兩斜面高相同，工件也相同，所以兩力做功相等，即W甲：W乙二1：1,故B錯誤；C,由A知，F(xiàn)甲：F乙=5：4,且速度大小相等.根據(jù)P二Fv得，P甲：P乙二F甲：F乙=5:4,故C錯誤；D,不做額外功時，兩次做功的效率都為100%,所以刀甲：刀乙=1：1.故D錯誤.15.用如圖甲所示的裝置來探究滑輪組的機械效率刀與物重G物的關系，改變G物，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，計算并繪出刀與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（）列說法正確的是（）A.同一滑輪組機械效率刀隨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Y]=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Y(jié)]w有用功，所以總功一定大于有用功；由公式Y(jié)]w有用知：機械效率一定小于1,即同一滑輪組機械效率刀隨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，網(wǎng)網(wǎng)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〃W額，所以總功相同，由引士--相同，由引士--可知，兩裝置的機械效率相同，即琳總"=邛.故B錯誤;C、由圖可知，G=12N,此時Y]=80%則12NC-Gh12NC-（G+G動）X3h=G+Gyf即80%=12N+G動，解得G動=3N，故C錯誤；D、G物=6N時，機械效率Y]國有用w有用旗M00%=G'M00%=6NY]國有用w有用旗M00%=G'M00%=6NM00%=—X100%=66.7%故D正確.故選D.16.分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組，在5s內(nèi)將重為100N的物體G勻速提升2m,每個滑輪的重均為10N.不計繩重及摩擦，此過程中（甲乙A.拉力F甲小于拉力F乙B.F甲做的功大于F乙做的功C.甲滑輪組的機械效率小于乙滑輪組的機械效率D.F甲做功的功率等于F乙做功的功率【答案】D【解析】【詳解】由題可知，甲乙兩滑輪組均將相同物體提升相同高度，由亞有=6卜可知W甲有=W乙有；不計繩重及摩擦，均只需克服動滑輪自重做額外功，甲乙中均只有一個動滑輪，且動滑輪的重相同，由W額=6動h可知W甲額=W乙額，2,n2=3,不計繩重及摩擦，則因為W息=W額=6動h可知W甲額=W乙額，2,n2=3,不計繩重及摩擦，則(G+G動)=?X(100N+10N)=55N,F乙=*(G+G1動）=^X（100N+10N）=36.7N<F甲，故A不正確。B.F甲與F乙做的功均為總功，由于W總甲C.由于W甲有=W乙有,W總甲=WC.由于W甲有=W乙有,W總甲=W總乙，根據(jù)Y]=M宿Y]=M宿亞月可知，rp=刀乙，故C不正確；D.%拉力做功的功率P=1油于W總甲=W總乙、時間t也相同，所以P甲=P乙，故D正確；故選D.【點睛】甲、乙兩個滑輪組將同一物體勻速提升至相同的高度，在不計繩重和摩擦的情況下，有用功就是提升重物所做的功，對動滑輪所做的功是額外功，總功等于有用功和額外功之和，機械效率是有用功與總功的比值.17.建筑工人用如圖所示的滑輪組，在4s內(nèi)將重為1500N的物體沿水平方向勻速移動2m的過程中，所用的拉力大小為375N,物體受到水平地面的摩擦力為物重的0.4倍.在此過程中下列說法正確的是（）A.繩子自由端沿水平方向移動了6mB.物體受到的拉力為750NC.拉力F的功率為750WD.滑輪組的機械效率為80%【答案】D【解析】【詳解】A.由圖可知，n=2,則繩子自由端沿水平方向移動的距離s=nsA=2x2m=4m故A錯誤；B.物體沿水平方向勻速移動時處于平衡狀態(tài)，物體受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，則物體受到的拉力FA=f=0.4G=0.4X1500N=600NB錯誤；C拉力F做的功Wa=Fs=375N><4m=1500J則拉力F的功率p￥史里?-=375W,故C145錯誤；D.有用功W"Fasa=600NX2m=1200J則滑輪組的機械效率Y]W有Y]W有IL'JUj匹x100%砌X100%=80%故D正確;18.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120J繩纖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.①④B.②③C.①③D,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：物2%22m=4m；故②錯誤；拉力做的功：W息Fs繩30N4m=120J；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=￡$物=45NX2m=90J,滑輪組的機械效率：W90J—100%——100%=75%故③正確；W120J④.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。G2=38N,甲乙兩種19.如圖所示，每個滑輪的重力相等，不計繩重和摩擦力，GiG2=38N,甲乙兩種情況下繩子在相等拉力F作用下靜止。則每個動滑輪的重力為（）A.3NB.6NC.11NA.3NB.6NC.11ND【答案】B【解析】【分析】分析可知滑輪組承擔物重的繩子股數(shù)n,不計繩重和摩擦力，拉力F=拉力相同，據(jù)此列方程求動滑輪的重力?！驹斀狻坑蓤D知，承擔物重的繩子股數(shù)分別為：ni=3,n2=2,滑輪的重力相等，1為G輪，不計繩重和摩擦力，則拉力分別為：Fi=—（Gi+G輪），F(xiàn)2=31~11,由題知F〔=F2,所以一（G1+G輪）=—（G2+G輪），即：—（60N+G323輪），解答動滑輪的重力：G輪=6N。故選：Bo22N1，一一、…—（g+g輪），因為n設動滑輪的重力1，—（G2+G輪），2、1,輪）=—（38N+G220.C點為硬棒AD的重心，硬棒可繞A點轉(zhuǎn)動。在棒的20.C點為硬棒AD的重心，硬棒可繞A點轉(zhuǎn)動。在棒的B點施加力,F1的方向沿00A.F1>GB.F1=亙GS2C.重力的力臂等于S1D.F1方向沿OO'線向下【答案】A【解析】【詳解】AB.由圖像可得，A點到Fi的距離為S2,若令A點到重力的距離為S3,根據(jù)杠桿的平衡條件“動力X動力臂=阻力X阻力臂”可知FiS2GS3可以推出F1s3GS2由于S3S2可得F1G故A選項正確，符合題意，B選項錯誤，不符合題意；C.重力的力臂為支點A到重力的距離，重力豎直向下，因此力臂為水平方向，故C選項錯誤，不符合題意；D.Fi與G在支點同側(cè)，重力方向豎直向下，所以Fi的方向應該向上，故D選項錯誤，不符合題意。21.如圖所示，某人用扁擔擔起兩筐質(zhì)量為mi、m2的貨物，當他的肩處于O點時，扁擔水平平衡，已知li>l2,扁擔和筐的重力不計。若將兩筐的懸掛點向。點移近相同的距離△I,則TOC\o"1-5"\h\zj/1~~打—-A.扁擔仍能水平平衡B.扁擔右端向下傾斜、VIC.要使扁擔恢復水平平衡需再往某側(cè)筐中加入貨物，其質(zhì)量為（m2-mil2liVID.要使扁擔恢復水平平衡需再往某側(cè)筐中加入貨物，其質(zhì)量為（m2-mi）■—~12V【答案】D【解析】【詳解】AB.原來平衡時，migli=m2g|2,由圖知，Ii>l2,所以mi<m2,

設移動相同的距離？1,則左邊：mig(11-A)=migli-m〔gA,右邊：m2g(12-Al)=m2g12-m2gA1,因為mi<m2,所以miA1g<m2^1g,則mi(li-Al)g>m2(12-Al)g,則杠桿的左端向下傾斜，故AB錯誤;CD.因為mi(li-△)g>m2(l2-Al)g,故往右邊加入貨物后杠桿平衡，即：mi(li-Al)g=(m2+m)(l2-Al)g,且migli=m2gl2,，口，Vl得m=(m2-mi),故C錯慶，D正確。l2Vl22.用圖所示裝置提升重為350N的箱子，動滑輪重50N,不計繩重和一切摩擦，下列說法正確的是A.該裝置不僅省力，還省距離B.箱子勻速上升時，人對繩子的拉力為200NC.箱子上升的速度等于繩子自由端伸長的速度D.此過程裝置的機械效率約為58.3%【答案】B【解析】【詳解】A.由圖知，該裝置由兩段繩子承重，可以省力，但費距離，故A錯誤；n=2,不計繩重和一切摩擦且箱子勻速上升時，人對繩子的拉力為：匚GG輪350N50N田D=施F200N,故B正確；22n=2,所以箱子上升的速度等于繩子自由端伸長的速度一半，故C錯誤;D.