簡單機械難題及答案1

簡單機械難題及答案1一、簡單機械選擇1.如圖所示，物體浸沒在水中，工人用200N的拉力F在10s內將重為400N的物體勻速提升2m,物體沒有露出水面，此時滑輪組的機械效率是80%,不計繩重和摩擦,g=10N/kg,則下列說法中正確的是（）A.物體露出水面前，工人勻速提升重物時拉力的功率為40WB.物體在水中受到的浮力為320/VC.物體的體枳為8x10-3^3D.物體露出水面后，此滑輪組提升該物體的機械效率將小于80%【答案】C【解析】【詳解】A.由圖知，n=2,拉力端移動的距離：s=2h=2x2m=4m,拉力端移動的速度：v=s/t=4m/10s=0.4m/s,拉力的功率：P=Fv=200Nx0.4m/s=80W,故A錯：B.滑輪組的機械效率：片W向/W總二（G-F?。﹉/Fs=（G-F?。﹉/Fx2h=G-F>?72F=400N-FZ2x2OON=8O%,解得：F.i?=80N,故B錯；C.由F浮=p水Vjjg得物體的體積：￡V柞=F；〃pg=80N/lxl03kg/m3xl0N/kg=8xl0-3m3,故C正確；D.物體露出水面后，沒有了浮力，相當于增加了提升物體的重，增大了有用功，不計繩重和摩擦，額外功不變，有用功和總功的比值變大，此滑輪組提升該物體的機械效率將大于80%,故D錯。2.如圖所示，動滑輪重為1N,拉力F為5N,則重物G和彈簧秤讀數(shù)為G為4N,彈簧秤讀數(shù)為5NG為9N,彈簧秤讀數(shù)為10NG為10N,彈簧秤讀數(shù)為5NG為9N,彈簧秤讀數(shù)為5N【答案】D【解析】此時彈簧秤與拉力F共同承擔重物和滑輪的重力，因拉力F為5N,所以彈簧秤讀數(shù)也為5N；1N+G=1ON,所以g=9N,故選項D正確：故選D.3.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「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8mB.物體A重力做功的功率為1000WC.物體A克服摩擦力做的功為480JD,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(shù)〃=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^f=3x4m=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Wftfll=/s=300Nx4m=1200J,故C錯誤。D.由題可知：物體A克服摩擦力做的功皿團月s=300Nx4m=1200J,拉力F所做的總功Wg=Fs的產120Nxl2m=1440J,所以滑輪組的機械效率〃=^11x100%=^221x100%、83.3%/%/°1440J/0，故D正確為答案。4.利用如圖所示的滑輪，在粗糙水平面上勻速拉動物體，下列敘述正確的是（）A.重力做的功是有用功B.拉力￡做的功是額外功C.繩子自由端的拉力尸做的功是總功D.該滑輪的機械效率可能等于100%【答案】C【解析】A、由圖知，是水平使用動滑輪拉動物體，克服物體受到的摩擦力做的功為有用功，故A錯；B、由圖知，是水平使用動滑輪拉動物體，克服物體受到的摩擦力做的功，即拉力E做的功為令.用功，克服繩與動滑輪之間的摩擦、克服動滑輪和繩重而做的功為額外功，故B錯；C、繩子自由端的拉力尸做的功包括有用功、額外功，為總功，故C正確；D、在拉動物體的過程中要克服繩與動滑輪之間的摩擦、要克服動滑輪和繩重而做一定的額外功，使得有用功小于總功，該滑輪的機械效率總小于100%,故D錯.故選C..一均勻木板48,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,恰好使木塊水平放置，如圖所示，現(xiàn)有水平力F由八向8緩慢勻速推動，在推動過程中，推力F將\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\A.逐漸增大B.逐漸減小C.大小不變D.先增加后減小【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/支，重力的力臂為卜，支持力的力臂為/支，根據杠桿平衡條件可得：/IlG/g,水平力尸由A向B緩慢勻速推動木塊，尸文的力臂在減小，重力G及其力臂L均不變，根據杠桿平衡條件可知，在整個過程中支持力在逐漸增大；由于支持力逐漸變大，且力的作用是相互的，所以可知桿對物體C的壓力也逐漸變大，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增大，木塊C勻速運動，受到推力和摩擦力是平衡力，推力大小等于摩擦力大小，由力的平衡條件可知，水平推力尸也逐漸增大，故A符合題意，BCD不符合題意。.如圖所示的裝置，重100N的物體A在水平面做勻速直線運動，作用在繩自由端的拉力F是20N,則下列判斷正確的是（不計滑輪重和滑輪間摩擦）iaq///////////J/////，，，牙）/J，〉/A.作用在物體A上水平拉力是100NB.作用在物體A上水平拉力是20NC.物體A受到的滑動摩擦力是80ND.物體A受到的滑動摩擦力是40N【答案】D【解析】【詳解】AB.根據二力平衡的條件進行分析，因為有兩條繩子作用在動滑輪上，所以作用在物體A上的水平拉力F=2x20N=40N;故AB錯誤；CD.因為物體勻速運動，所以摩擦力等于作用在A上的水平拉力，大小為40N,故C錯誤，D正確。.皮劃艇是我國奧運優(yōu)勢項目之一，如圖所示，比賽中運動員一手撐住漿柄的末端（視為支點），另一手用力劃漿.下列說法正確的是（）A.為省力，可將用力劃漿的手靠近支點.為省力，可將用力劃漿的手遠離支點C.為省距離，可將用力劃漿的手遠離支點D.將用力劃漿的手靠近支點，既能省力又能省距離【答案】B【解析】【分析】結合圖片和生活經驗，判斷杠桿在使用過程中，動力臂和阻力臂的大小關系，再判斷它是屬于哪種類型的杠桿.【詳解】運動員一手撐住漿柄的末端（視為支點），另一手用力劃漿.根據杠桿平衡條件FiL]=F2l_2可知，船槳在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿.AB.為省力，可將用力劃漿的手遠離支點，故A錯誤，B正確；CD.為省距離，可將用力劃漿的手靠近支點，但費距離，故CD錯誤；8.人直接用F：的拉力勻速提升重物，所做的功是及；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民，所做的功是艮（）A.Fi一定大于FtB.Fi一定小于F2C.%一定大于D.只有艮大于"，方才大于【答案】C【解析】【詳解】AB.直接用&的力勻速提升重物，則FrG,使用滑輪勻速提升該重物，由于滑輪種類不清楚，F(xiàn)2與G的大小關系不能判斷，則無法比較凡與Fz的大小.故A、B均錯誤；CD.直接用Fi的力勻速提升重物，所做的功是：Wi=Wftm=Gh；使用滑輪勻速提升該重物到同一高度，即WffUj-Gh；但由于至少要克服摩擦力做額外功，故

故C正確、D錯誤。故選Co9.如圖所示，工人用250N的力F將重為400N的物體在10s內勻速提升2m,則此過程中A.工人做的有用功為800JB.工人做的總功為500JC.滑輪組的機械效率為60%D.拉力做功的功率為20W【答案】A【解析】【詳解】A.工人做的有用功：卬行=Gh=400Nx2m=800J,A選項正確。W^=Fs=250Nx4m=1000J,W^=Fs=250Nx4m=1000J,B選項錯誤。C.滑輪組的機械效率：Wq800JJ]=——-==80%,叱，1000JC選項錯誤。D.拉力做功的功率:尸.曙=ioow'D選項錯誤。10.如圖所示，斜面長3m,高0.6m,建筑工人用繩子在6s內將重500N的物體從其底端沿斜面向上勻速拉到頂端，拉力是150N（忽略繩子的重力）.則下列說法正確的是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.斜面的機械效率是80%【答案】A【解析】【分析】（1）利用W=Fs計算該過程拉力F做的功；利用W產Gh求出有用功，利用W軟=V5-W口求出額外功，然后利用W^nfs計算貨物箱在斜面上受的摩擦力大??；（2）利用PW%i=—求拉力做功功率；（3）由n=/求斜面的機械效率.t卬總【詳解】AC,拉力F做的功：W^=Fs=150Nx3m=450J；有用功：Wftnj=Gh=5OONxO.6m=3OOJ,額外功：川極=3%-W制=450J-300J=150J,由W^=fs可得，物體在斜面上受到的摩W150JW450J擦力：f=—=——=50N,故A正確、C錯誤；B.拉力的功率：P=）=--s3加t6s明300J=75W,故B錯：D.斜面的機械效率：n=e=x100%Q66.7%,故D錯誤.故45（X7選A.11.如圖所示，用完全相同的四個滑輪和兩根相同的細繩組成甲、乙兩個滑輪組，在各自的自由端施加大小分別為8和F2的拉力，將相同的重物緩慢提升相同的高度（不計繩重和一切摩擦）.下列說法正確的是（）甲乙A.拉力Fi小于拉力F2B.甲、乙兩滑輪組的機械效率相同C.甲、乙兩滑輪組中的動滑輪都是費力機械D.甲、乙兩滑輪組中繩子自由端移動的距離相等【答案】B【解析】【詳解】不計繩重及摩擦，因為拉力F=L（G為+G勸），m=2,所以繩端的拉力：Fi=4（G構n2

+GG,F2V（G的+G動），所以Fi>F?,故A錯誤；因為動滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，w曲=G?jh,W朋=0構11,所以利用滑輪組“有用做的有用功相同、額外功相同，則總功相同；因為廣?產，所以兩滑輪組的機械效率相W總同，故B正確；使用動滑輪能夠省力，動滑輪為省力杠桿，故C錯誤；因為繩子自由端移動的距離s=nh,m=2,m=3,提升物體的高度h相同，所以s「2h,S2=3h,則S#S2，故D錯誤；12.下列說法中正確的是A.機械效率越高，機械做功一定越快B.做功越多的機械，機械效率一定越高C.做功越快的機械，功率一定越大D.功率越大的機械做功一定越多【答案】C【解析】機械效率越高，表示有用功與總功的比值越大，功率表示做功快慢，功率越大，機械做功一定越快.機械效率與功率沒有關系，故A錯誤.做功越多的機械，有用功與總功的比值不一定大，機械效率不一定高，故B錯誤.功率是表示做功快慢的物理量，做功越快的機械，功率一定越大，故C正確，符合題意為答案.功等于功率與時間的乘積，時間不確定，所以功率越大的機械做功不一定越多，故D錯誤..如圖所示甲、乙兩套裝置所用滑輪質量均相等，用它們分別將所掛重物在相等時間內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Fi和F2,拉力做功的功率分別為Pi和P2,兩裝置的機械效率分別為和小（忽略繩重和摩擦）.則下列選項正確的是正確的是a.Fi>Fa.Fi>F2ni<n2Pi<P2C.F1<F2I1<I2P1<P2【答案】B【解析】B.Fi>F2小=伙Pi=PiD.Fi<F2Qi>r)2Pi>P2【詳解】甲滑輪組n是2,乙滑輪組n是3,乙更省力.由于兩個滑輪組做的有用功相同，額外功相同，它們的機械效率也相同.在相同時間內做的總功相同，它們的功率也相同.故B正確..質量為60kg的工人用如圖甲所示的滑輪組運送貨物上樓.已知工人在lmin內將貨物勻速提高6m,作用在鋼繩的拉力為400N,滑輪組的機械效率隨貨物重力的變化如圖乙所示（機械中摩擦和繩重均不計）.下列說法正確的是A.作用在鋼繩上的-拉力的功率為400WB.動滑輪的重力為200NC.人對繩子的最大拉力為1000ND.該滑輪組的最大機械效率為83.3%【答案】B【解析】【分析】（1）由圖可知，n=3,則繩端移動的距離S=,利用W=求拉力做的功，再利用Wp=7求拉力的功率；（2）由圖乙可知，物重G=300N時，滑輪組的機械效率n=60%,利用卬行GhGhG〃=3=丁=寸=77■求拉力；因機械中摩擦力及繩重忽略不計，拉力%FsF3h3Ff=；（G+G動），據此求動滑輪重力；（3）該工人豎直向下拉繩子自由端運送貨物時，繩子的最大拉力等于工人的重力;（4）利用/=g（G+G,p求提升的最大物重，滑輪組的最大機械效率==G鼠大＞=G鼠大/大一吃一（G最大+G動）廠（G最人+G動）-【詳解】

（1）由圖可知,n=3,則繩端移動的距離:5=uh=3x6m=18m，拉力做的功：W^=Fs=400Nxl8m=7200J,拉力的功率：P=Ilk=Z￡22I=i2ow,故a錯;/60s（2）由圖乙可知,物重G=300N時,滑輪組的機械效率q=60%,W有GhGhG.cG300N50。N根據〃=豆一k=兩=彳可得：拉力=3^7=3x6O%=3因機械中摩擦力及繩重忽略不計，則尸=g（G+G動），所以，G^=/?F-G=3x^N-200N=300N,故B正確；（3）該工人豎直向下拉繩子自由端運送貨物時，繩子的最大拉力:尸人=G人=mg=60kgxlON/kg=600N,故C錯；（4）由尸=］（G+G動）口J得，提升的最大物重:G大=〃尸大一G動=3x600N-200N=1600N,機械中摩擦和繩重均不計，則滑輪組的最大機械效率:G最大hGG最大hG最大卬總（G最大+G動）/?（G最大+G動）1600NxlOO%=88.9%1600N+200N錯.故選錯.故選B.15.如下圖所示的四種機械提起同一重物，不計機械自重和摩擦，最省力的是【答案】D【解析】【詳解】根據題意知道，在不計機械自重和摩擦的條件下使用的簡單機械;A.圖的杠桿提升重物時，由于動力臂小于阻力臂，所以是費力杠桿，即F>G：B.用圖中的杠桿提升重物時，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，即F=G：C.圖中滑輪組承擔物重的繩子的有效股數(shù)是：〃二2,所以，繩端的拉力是：D.圖中滑輪組承擔物重的繩子的有效股數(shù)是:n=3所以，繩端的拉力是：綜上所述，只有D圖中的機械最省力。16.下列關于機械效率的說法正確的是（）A.越省力的機械，機械效率越高B.做功越少的機械，機械效率越低C.做功越慢的機械，機械效率越低D.總功相同，有用功越大的機械，機械效率越高【答案】D【解析】【詳解】A.機械效率是有用功與總功的比值，與機械省力與否無關，故A錯誤.B.機械效率越低，有用功占總功的比例越低，不一定就是做的功少，故B錯誤.C.做功越慢的機械，功率越小.功率和機械效率是兩個不同的概念，二者沒有關系，不能說做功越慢的機械，機械效率越低，故C錯誤.d.由n=kxioo%可知，總功相同，有用功越大的機械，機械效率越高，故d正確..在使用下列簡單機械勻速提升同一物體的四種方式，所用動力最小的是（不計機械自重、繩重和摩擦）（）【答案】D【解析】不計機械自重繩重和摩擦，即在理想狀況下：A.圖示是一個定滑輪拉力后=3：B.根據勾股定理知11=產力=31口圖中為斜面,Rx5m=Gx3m,得到F2=0.6G：C.如圖所L?2L+3L5Lg2示，由圖可知42L2,由杠桿平衡條件可得：F3XL尸GxLg,拉力F3=GxA%=10.4G：D.由圖示可知,滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=3,拉力F4=?G；因此最小拉力是F』；故選：D。點睛：由圖示滑輪組，確定滑輪組的種類，根據滑輪組公式求出拉力B、F4；由勾股定理求出斜面的高，根據斜面公式求出拉力F2的大?。挥蓤D示杠桿求出動力臂與阻力臂的關系，然后由杠桿平衡條件求出拉力F3；最后比較各力大小，確定哪個拉力最小。.農村建房時，常利用如圖所示的簡易滑輪提升建材。在一次提升建材的過程中，建筑工人用400N的拉力，將重600N的建材在10s內勻速提高3m。不計繩重及摩擦，則下列判斷正確的是（）A.該滑輪的機械效率片75%B.滑輪所做的有用功為1200JC.滑輪自身的重力為100ND.繩子自由端移動的距離大小為3m【答案】A【解析】【詳解】AB.滑輪所做的有用功為：W（!fllJ=Gh=600Nx3m=1800J,因為是動滑輪，所以拉力移動的距離是物體提高距離的2倍，即6m,則拉力做的總功為：W.a=Fs=400Nx6m=2400J,所以動滑輪的機械效率為:〃=%1Xl00%=國奧X100%=75%,必2400J故A正確，B錯誤；C.不計繩重及摩擦，則拉力為：f=L（g+gq,2砌那么動滑輪的重為：G^=2F-G=2x400N-600N=200N,故C錯誤；D.由圖知，使用的是動滑輪，承擔物重的繩子股數(shù)〃=2,繩子自由端移動的距離為：s=nh=2x3m=6m,故D錯誤；故選A。.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.20.如圖所示的是工人在平臺上通過滑輪組向上拉起重物G的情景.已知重物G所受的重力為700N,當他沿水平方向用400N的力拉重物G時，重物G恰好做勻速直線運動.不計繩重及摩擦，下列說法正確的是A.該滑輪組的動滑輪所受的重力為100NB.若工人拉動繩子的速度為0.5m/s,則4s后，繩子的拉力所做的功為1400JC.當工人用等大的力使繩子以不同速度勻速運動，且繩端運動相同的距離時，工人所做的功大小不同D.若將重物G換為質量更大的物體，則在不改變其他條件的情況下，工人將更省力【答案】A【解析】A、不計繩重及摩擦，動滑輪組進行受力分析，尸=』（6物+6動），2滑輪組的動滑輪所受的重力：X400N-700N=100N,故A正確；B、繩子移動的距離,5=ri=0.5m/sX4s=2m,繩子的拉力所做的功：g=/s=400NX2m=800J,故B錯誤；C、工人所做的功，等于繩子的拉力與繩子移動距離的乘枳，與繩子的不同速度無關，大小監(jiān)尸s,工人所做的功相同，故C錯誤；D、不計繩重及摩擦，動滑輪組進行受力分析，/=；（G物+G動），當重物G換為質量更大的物體時，尸將變大，更費力，故D錯誤.故選A.21.用如圖所示的滑輪組在10s內將300N的重物勻速提升3m,已知動滑輪重30N,不計繩重與摩擦，則A.利用滑輪組所做的有用功是450JB.繩子自由端移動的速度是0.9m/sC.拉力的功率是99WD.滑輪組的機械效率是80%【答案】C【解析】利用滑輪組所做的有用功：IVw=G/）=300Nx3m=900J,故A錯誤：拉力做的功：W,&=（G+G動）/）=（300N+30N）x3m=990J,拉力的功率：P=VV/f=990W10s=99W,故C正確；滑輪組的

機械效率：H=W,3x100%=900J/990Jx100%^90.9%,故D錯誤；由圖可知，〃=2,則繩端移動的距離：s=n/7=2x3m=6m,繩子自由端移動的速度：v=s/f=6m/10s=0.6m/s,故B錯誤，故選最22.某建筑工地要將同一個箱子從地面搬上二樓，如果分別采用如圖所示的兩種方式搬運，F(xiàn)1和F2做功的情況，以下判斷正確的是（）A.兩種方式機械效率一定相等B.兩種方式功率一定相等C.兩種方式所做的總功一定相等D.兩種方式所做的有用功一定相等【答案】D【解析】【詳解】A.有用功相同，總功不同，機械效率等于有用功和總功的比值，所以機械效率也不同,故A錯誤.B.搬運時間不知道，無法比較功率的大小，故B錯誤.C.但額外功不同，總功等于額外功與有用功之和，所以總功不同，故C錯誤，D.兩只搬運方式所做的有用功根據公式亞=6卜可知是相同的，故D正確.23.如圖所示，可繞0點轉動的輕質杠桿，在D點掛一個重為G的物體M.用一把彈簧測力計依次在A、B、C三點沿與圓0相切的方向用力拉，都使杠桿在水平位置平衡，讀出三次的示數(shù)分別為F1、尸2、F3,它們的大小關系是Fi=F2=F3=GF1<F2<F3<GFi>F2>F?>GFi>F2-F3-G【答案】A【解析】【分析】利用杠桿平衡條件分析，當阻力和阻力臂不變時，如果