初中物理简单机械解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析

初中物理简单机械解题技巧及经典题型及练习题(含答案)含解析一、简单机械选择题1．如图所示,用滑轮组提升重物时,重200N的物体在5s内匀速上升了1m.已知拉绳子的力F为120N,如果不计绳重及摩擦,则提升重物的过程中A．绳子自由端被拉下3m B．拉力F做的功为200JC．滑轮组的机械效率是83.3% D．拉力F的功率是40W【答案】C【解析】【详解】A、物重由两段绳子承担，因此，当物体提升1m时，绳子的自由端应被拉下2m，故A错误；B、拉力为120N，绳子的自由端应被拉下2m，则拉力做功为：，故B错误；C、滑轮组的机械效率，故C正确；D、拉力F的功率，故D错误．故选C．【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，弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了。

2．下列说法中正确的是A．机械效率越高，机械做功一定越快B．做功越多的机械，机械效率一定越高C．做功越快的机械，功率一定越大D．功率越大的机械做功一定越多【答案】C【解析】机械效率越高，表示有用功与总功的比值越大，功率表示做功快慢，功率越大，机械做功一定越快．机械效率与功率没有关系，故A错误．做功越多的机械，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故B错误．功率是表示做功快慢的物理量，做功越快的机械，功率一定越大，故C正确，符合题意为答案．功等于功率与时间的乘积，时间不确定，所以功率越大的机械做功不一定越多，故D 错误．3．如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，AOB 为一可绕固定点O 转动的轻质杠杆，已知:1:2OA OB =，A 端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg ． 当铝球一半体积浸在水中，在B 端施加3.5N 的竖直向下的拉力F 时，杠杆恰好在水平位置平衡．（332.710/kg m ρ=⨯铝，10/g N kg = ）下列结果正确的是A ．该铝球空心部分的体积为33110m -⨯B ．该铝球的体积为33310m -⨯C ．该铝球受到的浮力为20ND ．该铝球受到的浮力为40N 【答案】C 【解析】 【分析】根据密度的公式得到铝球实心部分的体积，根据杠杆的平衡条件得到A 端的拉力，铝球在水中受到的浮力等于重力减去A 端的拉力，根据阿基米德原理求出排开水的体积，从而得出球的体积，球的体积减去实心部分的体积得到空心部分的体积． 【详解】铝球实心部分的体积：33332.71102.710/mkg V m kg mρ-===⨯⨯实， 由杠杆平衡的条件可得：F A ×OA=F B ×OB ，23.571A B OB F F N N OA ==⨯=， 铝球受到的浮力： 2.710/720F G F mg F kg N kg N N =-=-=⨯-=浮， 铝球排开水的体积：333320210110/10/F N V m g kg m N kgρ-===⨯⨯⨯浮排水， 铝球的体积：333322210410V V m m --==⨯⨯=⨯球排，则空心部分的体积：433333410110310V V V m m m ---=-=⨯-⨯=⨯空球实． 【点睛】本题考查杠杆和浮力的题目，解决本题的关键知道杠杆的平衡条件和阿基米德原理的公式．4．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250JC．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=Wη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=Wη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．5．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，则有用功与总功的比值减小，故D不符合题意．6．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＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦）．则下列选项正确的是A．F1＞F2；η1＝η2；P1＝P2B．F1＞F2；η1＞η2；P1＞P2C．F1＜F2；η1＜η2；P1＜P2D．F1＜F2；η1＞η2；P1＞P2【答案】A【解析】【详解】不计绳重及摩擦，因为拉力F＝1n（G+G轮），n1＝2，n2＝3，所以绳子受到的拉力分别为：F1＝12（G1+G轮），F2＝13（G2+G轮），故F1＞F2；故CD错误；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；由η＝W W 有用总可知，机械效率相同，η1＝η2；又因为所用时间相同，由P ＝Wt可知，拉力做功的功率P 1＝P 2，故B 错误，A 正确． 故选A ．7．如图所示，手用F 1的力将物体B 匀速提升h ，F 1做功为300J ；若借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度，F 2做功为500J ，下列说法错误的是A ．滑轮组机械效率为60%B ．两个过程物体B 均匀速运动，机械能增加C ．滑轮组的自重，绳子和滑轮之间的摩擦等因素导致F 2做的功有一部分属于额外功D ．F 2做功的功率比F 1做功的功率大 【答案】D 【解析】 【详解】A ．根据题意知道，用F 1的力将物体B 匀速提升h ，F 1做的是有用功，即W 有=300J ，借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度，F 2做的是总功，即W 总=500J ，由100%W W η=⨯有用总知道，滑轮组的机械效率是： 300J100%=100%=60%500JW W η=⨯⨯有用总, 故A 不符合题意；B ．由于两个过程物体B 均做匀速运动，所以，动能不变，但高度增加，重力势能增大，而动能与势能之和是机械能，所以机械能增大，故B 不符合题意；C ．由于需要克服滑轮组的自重及绳子和滑轮之间的摩擦做功，即由此导致F 2多做一些功，即额外功，故C 不符合题意；D ．由WP t=知道，功率由所做的功和完成功所需要的时间决定，根据题意不知道完成功所用的时间，故无法比较功率的大小，故D 符合题意．8．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．B．C．D．【答案】C【解析】【详解】A．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=12 G；B．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=13 G；D．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F=12 G．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．9．如图所示，用一滑轮组在5s内将一重为200N的物体向上匀速提起2m，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。

则A．物体上升的速度是2.5m/s B．拉力F大小为400NC．拉力F的功率为40W D．拉力F的功率为80W【答案】D【解析】【详解】 A ．由sv t=得体的速度： 2m 0.4m s 5sh v t === 故A 项不符合题意；B ．图可知，绳子段数为2n =，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，则拉力：11200N 100N 22F G ==⨯=故B 项不符合题意； CD ．绳子自由端移动的速度：220.4m s 0.8m s v v ==⨯=绳物拉力F 的功率：100N 0.8m s 80W W Fs P Fv t t====⨯= 故C 项不符合题意，D 项符合题意。

10．如图所示的装置中,物体A 重100N,物体B 重10N,在物体B 的作用下,物体A 在水平面，上做匀速直线运动，如果在物体A 上加一个水平向左的拉力F,拉力的功率为30W ，使物体B 匀速上升3m 所用的时间为（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重）A ．1sB ．2sC ．3 sD ．4s 【答案】B【解析】分析：（1）物体A 在物体B 的作用下向右做匀速直线运动，A 受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。

（2）拉动A 向左运动，A 受到水平向左的拉力F 和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，可求出拉力。

（3）利用滑轮组距离关系，B 移动的距离是A 移动距离的3倍，求出A 移动的距离，则拉力所做的功为，再利用求出做功时间。

解答：不计滑轮与轴之间的摩擦、不计绳重和滑轮重，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，。

拉动A向左运动时，A受到向右的拉力不变，摩擦力的方向向右，此时受力如图：；，则，因此拉力F做功：，所用时间为。

故选：B。

【点睛】此题注意分析滑轮组的绳子段数，确定所使用的公式，做好受力分析是解题关键。

11．用图3甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计．则A．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙B．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙D．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙【答案】D【解析】【详解】由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力；乙滑轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则手的拉力：F甲＞F乙；两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式WWη=有总可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小；所以选D．12．工人师傅利用如图所示的两种方式，将均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离．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．乙方式机械效率约为83.3% D．乙方式F2的功率为3W【答案】C【解析】试题分析：由甲图可知，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F2=G+G动）/3=（300N+60N）/3=120N，故A错误；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 的大小不变，故B错误；不计绳重和摩擦，则乙方式机械效率为：η=W有/W总=W有/W有+W额=Gh/Gh+G轮h=G/G+G轮=300N/300N+60N=83.3%，故C正确；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：P=F2 v绳=120N×0.03m/s=3.6W，故D错误，故选C．考点：杠杆的平衡条件；滑轮（组）的机械效率；功率的计算13．如图所示，一根木棒在水平动力（拉力）F的作用下以O点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，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B．F增大，L减小，M减小C．F增大，L减小，M增大D．F减小，L增大，M增大【答案】C【解析】【分析】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：F l=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 F l=GL 中，G不变，L增大，则GL、F l都增大；又知：l不断变小，而F l 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：①画力的作用线（用虚线正向或反方向延长）；②从支点作力的作用线的垂线得垂足；③从支点到垂足的距离就是力臂．14．如图，用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是A．绳子自由端拉力的功率是70WB．滑轮组的机械效率是85.7%C．提升重物的过程中所做的额外功是400JD．提升的重物变成400N时，滑轮组的机械效率将变大【答案】B【解析】【详解】A．根据图示可知，n=2，不计绳重和摩擦，拉力：F=12（G+G轮）=12（600N+100N）=350N，拉力端移动距离：s=2h=2×2m=4m，总功：W总=Fs=350N×4m=1400J，拉力的功率：P=Wt总=1400J10s=140W；故A错；B．有用功：W有用=Gh=600N×2m=1200J，滑轮组的机械效率：η=WW有总=1200J1400J≈85.7%，故B正确；C．提升重物的过程中所做的额外功：W额=W总﹣W有用=1400J﹣1200J=200J，故C错；D．当提升重物的重力减小为400N，做的有用功就变小，而额外功几乎不变，有用功和总功的比值变小，故滑轮组的机械效率变小，故D错；15．如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力﹣﹣位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示．据图可知金属杆重（）A．5N B．10N C．20N D．40N【答案】B【解析】【分析】杠杆的平衡条件【详解】使金属杆转动的力是金属杆的重力，金属杆重心在中心上，所以阻力臂为：L1=0.8m，取当拉力F=20N，由图象可知此时阻力臂：L2=0.4m，根据杠杆的平衡条件有：GL1=FL2所以G×0.8m=20N×0.4m解得：G=10N16．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G1＜G2，则F1＜F2，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=G2，则有用功也相同，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F1<F2，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G1<G2,则F1<F2,若G1<G2，则乙图有用功多，机械效率高，故C错误；D. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若<,则F1<F2;甲乙两图由于滑轮组相同,并且不计摩擦则额外功相等,若G1<G2，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、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．17．如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为A．50J B．25J C．100J D．200J【答案】B【解析】【详解】如图所示，是动滑轮的特殊用法，拉力是A 与地面摩擦力的2倍， 故；物体A 在水平方向上匀速移动5m ， 则拉力移动的距离：， 拉力F 做的功：．故选B ．18．农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。