【物理】初中物理简单机械解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析

【物理】初中物理简单机械解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析

一、简单机械选择题

1．甲乙两个滑轮组如图所示 ，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（ ）

A．若G1= G2，拉力做的额外功相同

B．若G1= G2，拉力做的总功相同

C．若G1= G2，甲的机 械效率大于乙的机械效率

D．用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变

【答案】C

【解析】

【详解】

有用功为GH，若12GG则有用功相等．对动滑轮做的功为额外功WGH额动，乙的动滑轮质量大额外功多，因此乙的总功多，机械效率低．答案AB错，C对．同一个滑轮组提起不同的重物，有用功不同，额外功相同，机械效率不同，提升重物越重机械效率越高．D错．

2．用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重时，滑轮组的机械效率为60%．则下列选项错误的是（ ）

A．有用功一定是150J B．总功一定是250J

C．动滑轮重一定是100N D．拉力大小一定是125N

【答案】D

【解析】

【分析】

知道物体重和物体上升的高度，利用W=Gh求对物体做的有用功；

又知道滑轮组的机械效率，利用效率公式求总功，求出了有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，根据F=1n（G物+G轮）求拉力大小．

【详解】

对左图滑轮组，承担物重的绳子股数n=3，对物体做的有用功：W有=Gh=150N×1m=150J，由η=WW有总，得：W总=W有=15060%J=250J，因此，W额=W总-W有=250J-150J=100J；因为不计绳重和摩擦，W额=G轮h，所以动滑轮重：G轮=Wh额=1001Jm=100N，拉力F的大小：F=13（G物+G轮）=13（150N+100N）=2503N；对右图滑轮组，承担物重的绳子股数n=2，对物体做的有用功：W有=Gh=150N×1m=150J，由η=WW有总，得：W总=W有=15060%J=250J，所以W额=W总-W有=250J-150J=100J；因为不计绳重和摩擦，W额=G轮h，因此动滑轮重：G轮=Wh额=1001Jm=100N，拉力F的大小：F=12（G物+G轮）=12（150N+100N）=125N；由以上计算可知，对物体做的有用功都是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．

故选D．

3．如图所示，定滑轮重4N，动滑轮重0.5N，在拉力F的作用下，1s内将重为4N的物体A沿竖直方向匀速提高了10cm．如果不计绳重和摩擦．则以下计算结果正确的是

A．绳子自由端移动速度为0.3m/s

B．拉力F的大小为4N

C．拉力F的功率为0.45W

D．滑轮组的机械效率为75%

【答案】C

【解析】

【详解】 由图知道，承担物重的绳子的有效股数是：n=2，

A．绳端移动的距离是：

s=2h=2×0.1m=0.2m，

绳子自由端移动的速度是：

0.2m0.2m/s1ssvt ，

故A错误；

B．不计绳重和摩擦，则拉力11=4N0.5N2.25N2FGGn动，

故B错误；

C．拉力做的总功：W总 =Fs=2.25N×0.2m=0.45J，拉力F的功率：

0.45J0.45W1sWPt总 ，

故C正确；

D．拉力做的有用功W有 =Gh=4N×0.1m=0.4J，滑轮组的机械效率是：

0.4J100%100%0.45JWW有总≈88.9%，

故D错误。

4．如图，小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从1楼地面缓慢地提到2楼地面，用甲滑轮所做的功为W1，机械效率为1；用乙滑轮所做的总功率为W2，机械效率为2，若不计绳重与摩擦，则（ ）

A．W1＜W2，η1＞η2 B. W1=W2，η1＜η2

C．W1＞W2 , 1＜2 D．W1=W2 , 1=2

【答案】A

【解析】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η ＝WW有总可知：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W1η2.故选C.

5．工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升0.5m。F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB＝2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是

A．甲乙两种方式都省一半的力

B．甲方式F1由150N逐渐变大

C．乙方式的有用功是180J

D．乙方式F2的功率为3.6W

【答案】D

【解析】

【分析】

（1）根据杠杆的特点和动滑轮的特点分析甲乙两种方式的省力情况；

（2）根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式F1的变化；

（3）根据W有用=Gh可求乙方式的有用功；

（4）根据公式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，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，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211()(30060)12033FGGNNN动，故A错误；

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，在提升重物的过程中，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，乙方式的有用功为：W有用=Gh=300N×0.5m150J，故C错误；

D、乙方式中F2=120N，绳子的自由端的速度为v绳=0.01m/s×3=0.03m/s，则乙方式F2的功率为：221200.03/3.6FsWPFvNmsWtt绳绳，故D正确。

故选D。

6．山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈“S”形，目的是

A．加快上山时的速度

B．省力

C．减小对物体的做功

D．工作中养成的生活习惯

【答案】B

【解析】 斜面也是一种简单机械，使用斜面的好处是可以省力．

挑物体上山，其实就是斜面的应用，走S形的路线，增加了斜面的长，而斜面越长，越省力，所以是为了省力．

故选B．

7．利用如图所示的滑轮组提起一个重为2000N的物体，绳子自由端的拉力F=600N。10s内物体被匀速提升2m。不忽略绳重和机械部件间的摩擦，则下列说法中正确的是

A．动滑轮总重为400N

B．绳子自由端移动的速度为0.8m/s

C．拉力F做功为6000J

D．增加物体被提升的高度可提高该滑轮组的机械效率

【答案】B

【解析】

【详解】

A．由图知道，承担物重的绳子是四段，即n=4，若忽略绳重及摩擦，则拉力是：

14FGG动 ，

由此可得动滑轮的总重是：

4=4600N2000N=400NGFG动 ，

由于是不忽略绳重和机械部件间的摩擦，故A错误；

B．绳子自由端移动的距离是：

s=4h=4×2m=8m，

绳子自由端移动的速度是：

8m0.8m/s10ssvt ，

故B正确；

C．拉力做的功是：

W总 =Fs=600N×8m=4800J，

故C错误；

D．该滑轮组的机械效率是： =44WGhGhGWFsFhF有用总 ，

即机械效率与高度无关，所以，增加物体被提升的高度不可能提高该滑轮组的机械效率，故D错误。

8．如图为工人用力撬起石头的情景，小亮在图中画出了四个作用于硬棒上的力，其中能正确表示工人左手施力且最省力的是（ ）

A．F1 B．F2 C．F3

D．F4

【答案】C

【解析】

解答： 因为由图可知,四个力中F3的力臂最长，所以根据杆杆平衡条件可知，最省力的是沿F3方向．故选C.

9．如图所示，用滑轮组在4s内将重为140N的物体匀速提升2m，若动滑轮重10N，石计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中，下列说法正确的是

A．拉力F为75N

B．绳子自由端向上移动了4m

C．滑轮组的机械效率约为93.3%

D．提升200N重物时，滑轮组机械效率不变

【答案】C

【解析】

【详解】

A． 由图可知，n=3，不计摩擦及绳重，拉力：

F=13 （G+G动）=13×（140N+10N）=50N，故A错误；

B．则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，故B错误；

C．拉力做功：W总=Fs=50N×6m=300J， 有用功：W有用=Gh=140N×2m=280J，

滑轮组的机械效率：=WW有用总×100%=280J300J×100%≈93.3%，故C正确。

D． 提升200N重物时，重物重力增加，据=WW有用总=GhGhGh动=GGG动可知滑轮组机械效率变大，故D错误。

10．如图所示，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，恰好使木板水平放置．现有水平拉力F拉木块C，在粗糙水平地面上由B向A缓慢运动过程中，拉力F将

A．变小 B．不变

C．逐渐增大 D．先减小后增大

【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，根据杠杆平衡条件可得：F支•l支=G•lG，水平力F由B向A缓慢匀速推动木块，F支的力臂在增大，重力G及其力臂lG均不变，所以根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐减小；由于支持力逐渐减小，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体C的压力也逐渐减小，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减小，拉力和摩擦力是平衡力，由力的平衡条件可知，水平拉力F也逐渐减小．

11．用F1的拉力直接将重为G的物体A匀速提升h（如图甲）；换用斜面把物体A匀速提升相同的高度，拉力为F2 ， 物体沿斜面运动的距离为L（如图乙），利用斜面工作过程中

A．有用功为F2h B．额外功为F2L－F1h C．总功为（F1+F2）L D．机械效率为12FF

【答案】B

【解析】

A.借助斜面做的有用功即为克服物体重力所做的功，则W有GhF1h，故A错误；BC.B.拉力所做的总功：W总F2L，额外功W额 W总-W有 F2L- F1h ，故B正确，C错误；D.