一、简单机械选择题
1．如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）．则下列说法正确的是
A．斜面上的摩擦力是50N C．拉力所做的功是300J 【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
B．拉力的功率是50W D．斜面的机械效率是80%
W有W 3 ＝求拉力做功功率；（）由η＝求斜面的机械效率．
W总t【详解】
AC.拉力F做的功：W总＝Fs＝150N×3m＝450J；有用功：W有用＝Gh＝500N×0.6m＝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s ＝
W150J450J ＝50N，故A正确、C错误；B.拉力的功率：P＝总 ＝ 3m6st＝75W，故B错；D.斜面的机械效率：η＝ 选A．
W有W总＝300J ×100%66.7%，故D错误．故450J
2．关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（ ） A．做的有用功越多，机械效率一定越高 一定越高
C．省力越多的机械，机械效率一定越高 小，机械效率一定越高 【答案】D 【解析】 【详解】
A、做功多，有用功不一定多，有用功占总功的比例不一定高，所以机械效率不一定高，故A错误；B、有用功占总功的比例与单位时间内做功多少无关，故B错误；C、省力多的机械的机械效率往往偏低，故C错误；D、额外功在总功中所占比例越小，说明有用功在总功中所占的比例越大，机械效率就越高，故D正确；故选D． 【点睛】
①总功＝有用功+额外功；②有用功和总功的比值叫机械效率；③由机械效率的定义可
D．额外功在总功中所占比例越B．单位时间内做功越多，机械效率
知，机械效率的高低只与有用功在总功中所占的比例有关，与做功多少、功率大小无关．
3．如图所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1， 机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2， 机械效率为η2， 若不计绳重与摩擦，则
A．W1 = W2 η1 = η2 C．W1 < W2 η1 > η2 【答案】C 【解析】 【分析】
B．W1 = W2 η1 < η2 D．W1 > W2 η1 < η2
由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，利用乙滑轮做的额外功多，由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加上额外功，可以比较出两种情况的总功大小．然后利用械效率的大小． 【详解】
因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；根据W有W总100%即可比较出二者机
W有可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效W总率越高．而乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低．即W1＜W2，1＞2． 【点睛】
本题考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点，比较简单，主要是学生明确哪些是有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小．
4．如图所示，利用动滑轮提升一个重为G的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为 60%．要使此动滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的物块的个数为 （ ）
A．3 个 【答案】D 【解析】 【详解】 不计绳重和摩擦，
．
B．4 个 C．5 个 D．6 个
，，要使，则
5．用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4s内匀速前进了4m，物体A受到地面的摩擦力f=300N，所用拉力F=120N，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．下列说法中正确的是
A．绳子自由端在4s内移动了8m C．物体A克服摩擦力做的功为480J 【答案】D 【解析】 【详解】
A．由题图可知，承担物体拉力的绳子的股数n=3，因此物体A在4s内匀速前进了4m，则 绳子自由端在4s内移动了s绳子=3×4m=12m。故A错误。
B．物体在重力方向上没有做功，所以物体A重力做功的功率为0，故B错误。 C．物体A克服摩擦力做的功W有用=fs=300N×4m=1200J，故C错误。
D．由题可知：物体A克服摩擦力做的功W有用=fs=300N×4m=1200J，拉力F所做的总功W总=Fs绳子=120N×12m=1440J，所以滑轮组的机械效率
B．物体A重力做功的功率为1000W D．滑轮组的机械效率约为83.3%
故D正确为答案。
W有用W总100001200J1000083.3%， 1440J
6．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓缓上升，动滑轮的重力不可忽略．现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的
A．
B．
C．
D．
【答案】B 【解析】 【详解】
动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大；同时，物重增大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大，但由于摩擦也在增大，故机械效率η与物体重力G的关系并不成正比，且机械效率逐渐趋近于100%，故B正确符合题意，故选B．
7．下列杠杆中属于费力杠杆的是
A． B． C．
D．
【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。
8．物理兴趣小组用两个相同滑轮分别组成滑轮组匀速提起质量相同的物体，滑轮的质量比物体的质量小，若不计绳重及摩擦，提升重物的高度一样，对比如图所示甲、乙两滑轮组，下列说法正确的是
A．甲更省力，甲的机械效率大 B．乙更省力，乙的机械效率大 C．乙更省力，甲、乙机械效率一样大 D．甲更省力，甲、乙机械效率一样大 【答案】D 【解析】 【分析】
（1）由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s=nh，
1F（GG动）；
n（2）把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系．
【详解】
（1）不计绳重及摩擦，拉力F（GG动），由图知，n甲=3，n乙=2， 所以F甲 根据W额=G轮h、W有用=G物h，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同， 由1nW有用100%可知，两滑轮组的机械效率相同． W总故选D． 9．轻质杠杆AB可绕中点O自由转动，现在其A端和B端分别施以大小相等的力F1和F2， 它们的方向如图所示，则下列说法中正确的是 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．杠杆会保持平衡 D．无法判读杠杆转动方向 【答案】A 【解析】 【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，如下图所示： 因OA=OB，由几何知识知道， 故OC＜OD 又因为F1 和F2 的大小相等，由平衡条件知道，力与力臂乘积的大小关系是： F1 ×OC＜F2 ×OD， 所以，杠杆不能平衡，杠杆会沿顺时针方向转动，即只有A正确。 10．如图所示，工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m，则此过程中 A．工人做的有用功为800J C．滑轮组的机械效率为60% 【答案】A 【解析】 【详解】 A．工人做的有用功： B．工人做的总功为500J D．拉力做功的功率为20W W有Gh400N2m800J ， A选项正确。 B．绳子的自由端移动的距离是4m，工人做的总功： W总Fs250N4m1000J ， B选项错误。 C．滑轮组的机械效率： C选项错误。 D．拉力做功的功率： W有W总800J80%， 1000JPD选项错误。 W1000J100W， t10s 11．如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3，比较它们的大小应是（ ） A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3 【答案】D 【解析】 【详解】 设物块与地面的摩擦力为f， 第一个图中滑轮为定滑轮，因为使用定滑轮不省力，所以F1=f； 第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力．所以F2= 1f； 2第三个图中滑轮为动滑轮，但F3处作用在动滑轮上，此时动力臂是阻力臂的二分之一，所以要费力即F3=2f； 故F2 A．一直变大 C．一直变小 【答案】B 【解析】 【详解】 由题意可知，箱体的重力不变，也就是杠杆的阻力大小不变，动力F竖直向上，重力G竖直向下，这两个力的方向始终平行，根三角形的相似性可知，动力臂与阻力阻的比值是不变的，根据杠杆的平衡条件可知动力与阻力的比值也是不变的，由于阻力不变，所以动力F的大小是始终不变的，故应选B． B．始终不变 D．先变小后变大 13．如图甲所示，是建筑工地上的塔式起重机示意图，它是通过电动机带动如图乙所示的滑轮组起吊物料的．如果这个滑轮组把6×103N的重物在10s内匀速提升l0m，绳索自由端的拉力F=2.1×103N，不计一切摩擦和绳重，则下列说法中正确的是 A．拉力做的功是2.1×104J C．该滑轮组的动滑轮共重300N 【答案】C 【解析】 由图乙知道，滑轮组绳子的有效股数是n=3，即绳子自由端移动的距离是： B．拉力F的功率是2.1×103W D．该滑轮组的机械效率是80% s=3h=3×10m=30m，所以拉力做的功是：W总=Fs=2.1×103 N×30m=6.3×104 J，故A错误；拉104N/10s=6.3×103 W，故B错误；若不计绳重和摩擦，则由力做功的功率是：P=W总/t=6.3× F=（G+G动）/n可知，动滑轮的总重是：G动 =nF-G=3×2.1×103 N-6×103 N=300N，故C正103 N×10m=6×104 J，滑轮组的机械效率是：η=W有/W确；拉力做的有用功是：W有=Gh=6× 总 ×100%=6×104J/6.3×104J×100%≈95.2%，故D错误，故选C． 14．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 【答案】C 【解析】 【详解】 B．变小 C．变大 D．先变大后变小 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． 15．如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，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（ ） A．3N 【答案】B 【解析】 【分析】 B．6N C．11N D．22N 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F＝ 1（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：n1＝3，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：F1＝由题知F1＝F2，所以 轮 11（G1+G轮），F2＝（G2+G轮）， 321111（G1+G轮）＝（G2+G轮），即：（60N+G轮 ）＝（38N+G3232）， 解答动滑轮的重力：G轮＝6N。 故选：B。 16．如图所示的是工人在平台上通过滑轮组向上拉起重物G的情景．已知重物G所受的重力为700 N，当他沿水平方向用400 N的力拉重物G时，重物G恰好做匀速直线运动．不计绳重及摩擦，下列说法正确的是 A．该滑轮组的动滑轮所受的重力为100 N B．若工人拉动绳子的速度为0.5 m/s，则4 s后，绳子的拉力所做的功为1 400 J C．当工人用等大的力使绳子以不同速度匀速运动，且绳端运动相同的距离时，工人所做的功大小不同 D．若将重物G换为质量更大的物体，则在不改变其他条件的情况下，工人将更省力 【答案】A 【解析】 A、不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，F（G物G动）， 滑轮组的动滑轮所受的重力：G动=2F-G物=2×400N-700N=100N，故A正确； B、绳子移动的距离，s=vt=0.5m/s×4s=2m， 绳子的拉力所做的功：W=Fs=400N×2m=800J，故B错误； C、工人所做的功，等于绳子的拉力与绳子移动距离的乘积，与绳子的不同速度无关，大小 12W=Fs，工人所做的功相同，故C错误； D、不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，F（G物G动），当重物G换为质量更大的物体时，F将变大，更费力，故D错误． 故选A． 12 17．如图 所示，轻质杠杆可绕 O（O 是杠杆的中点）转动，现在B端挂一重为G的物体，在A 端竖直向下施加一个作用力F，使其在如图所示的位置平衡，则 A．F 一定大于 G B．F 一定等于 G C．F 一定小于 G D．以上说法都不正确 【答案】B 【解析】 【详解】 由题意知，O 是杠杆的中点，所以G的力臂与F的力臂相等；则由杠杆的平衡条件知： F一定等于G。故ACD错误，B正确。 18．如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动．运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N．动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）．则下列计算结果中正确的是 A．人对地面的压力为400N B．绳子自由端受到的拉力大小是100N C．人对地面的压力为250N D．绳子自由端运动速度是0.06m/s 【答案】A 【解析】 【详解】 由图知，n=2，所以拉力F1(G轮f地)110N； 2所以人对地面的压力F压GF510N110N400N； 绳子自由端运动速度v20.02m/s0.04m/s； 【点睛】 本题中有用功应该是克服摩擦力做功，即拉力F满足F1(G轮f地)． 2 19．用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（ ） A．F1大于F2 B．F1和F2做的功一定相等 C．甲、乙的机械效率不相等 D．绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等 【答案】C 【解析】 【详解】 A．不计绳重及摩擦，因为拉力： F=（G物+G轮）/n，n1=2，n2=3， 所以绳子受的拉力： F1 =（G物+G轮）/2，F2=（G物+G轮）/3， 所以 F1 ＞F2， 故A正确； B．不计绳重及摩擦，拉力做的功： W1 =F1s1=（G物+G轮）/2×2h=（G物+G轮）h W2=F2s2=（G物+G轮）/3×3h=（G物+G轮）h 所以 W1=W2， 故B正确。 C．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同， W额=G轮h，W有用=G物h， 所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为 η=W有用/W总， 所以滑轮组的机械效率相同，故C错误； D．因为绳子自由端移动的距离 s=nh，n1=2，n2=3， 提升物体的高度h相同，所以 s1 =2h，s2 =3h， 所以 s1≠s2， 故D正确； 20．如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是 A．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 B．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率 C．若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等 D．若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等 【答案】B 【解析】 【分析】 （1）同一滑轮组提起重物不同时，所做的额外功相同，有用功不同，根据机械效率为有用功和总功的比值判断滑轮组机械效率是否变化； （2）滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功，根据W＝Gh比较两者所做总功之间的关系； （3）滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功，根据W＝Gh比较两者的大小，再根据机械效率为有用功和总功的比值比较两者机械效率之间的关系； （4）根据W＝Gh比较有用功的大小． 【详解】 A．用同一个滑轮组提起不同的重物时，额外功不变，但有用功不同，有用功和总功的比值不同，则滑轮组的机械效率不同，故A错误； BC．若G1=G2，且货物被提升的高度相同，根据W有=G物h可知，两滑轮组所做的有用功相等； 不计绳重和摩擦，拉力所做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功，因甲滑轮组只有1个动滑轮（即动滑轮重更小），所以由W总=（G物+G动）h可知，甲滑轮组做的总功小于乙滑轮组做的总功，由W有W总可知，甲滑轮组的机械效率高，故B正确，C错误； D．两物体被提升的高度相同，动滑轮的重力不同，根据W=G动h可知，甲、乙滑轮组所做的额外功不相等，故D错误． 故选B． 【点睛】 涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功． 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容