简单机械难题及答案1

W2=W 有用+W 额外， W2＞W1，
9．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
B．工人做的总功为 500J
C．滑轮组的机械效率为 60%
D．拉力做功的功率为 20W
【答案】A
【解析】
【详解】
A．工人做的有用功：
2．如图所示，动滑轮重为 1 N，拉力 F 为 5 N，则重物 G 和弹簧秤读数为
A．G 为 4 N，弹簧秤读数为 5 N B．G 为 9 N，弹簧秤读数为 10 N C．G 为 10 N，弹簧秤读数为 5 N D．G 为 9 N，弹簧秤读数为 5 N 【答案】D
【解析】
此时弹簧秤与拉力 F 共同承担重物和滑轮的重力，因拉力 F 为 5N，所以弹簧秤读数也为
擦力：f＝ W额 ＝ 150J ＝50N，故 A 正确、C 错误；B.拉力的功率：P＝ W总 ＝ 450J
s 3m
t
6s
＝75W，故 B 错；D.斜面的机械效率：η＝ W有 ＝300J ×100% 66.7%，故 D 错误．故 W总 450J
选 A．
11．如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自 的自由端施加大小分别为 F1 和 F2 的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和 一切摩擦）．下列说法正确的是（ ）
错； C、绳子自由端的拉力 F 做的功包括有用功、额外功，为总功，故 C 正确； D、在拉动物体的过程中要克服绳与动滑轮之间的摩擦、要克服动滑轮和绳重而做一定的额 外功，使得有用功小于总功，该滑轮的机械效率总小于 100%，故 D 错． 故选 C．
5．一均匀木板 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，恰好使木块水平放置，如图所示，现有水平力 F 由 A 向 B 缓慢匀速推动，在推 动过程中，推力 F 将
13．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＜P2 C．F1＜F2 η1＜η2 P1＜P2 【答案】B 【解析】
变大，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增大，木
块 C 匀速运动，受到推力和摩擦力是平衡力，推力大小等于摩擦力大小，由力的平衡条件
可知，水平推力 F 也逐渐增大，故 A 符合题意，BCD 不符合题意。
6．如图所示的装置,重 100 N 的物体 A 在水平面做匀速直线运动,作用在绳自由端的拉力 F 是 20 N,则下列判断正确的是（不计滑轮重和滑轮间摩擦）
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．大小不变
D．先增加后减小
【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，重力的力臂为 lG，支持力的力臂为 l 支，根据杠杆平衡条件可得：F 支 l 支=GlG，水平力 F 由 A 向 B 缓慢匀速推动木块，F 支的力 臂在减小，重力 G 及其力臂 lG 均不变，根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐 渐增大；由于支持力逐渐变大，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体 C 的压力也逐渐
W有用 W总
100
0 0
1200J 1440J
100
0 0
83.3%
，
故 D 正确为答案。
4．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（ ）
A．重力做的功是有用功 B．拉力 F1 做的功是额外功 C．绳子自由端的拉力 F 做的功是总功 D．该滑轮的机械效率可能等于 100% 【答案】C 【解析】A、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功为有用 功，故 A 错； B、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功，即拉力 F1 做的 功为有用功，克服绳与动滑轮之间的摩擦、克服动滑轮和绳重而做的功为额外功，故 B
B．F1＞F2 η1=η2 P1=P2 D．F1＜F2 η1＞η2 P1＞P2
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
8．人直接用 F1 的拉力匀速提升重物，所做的功是 W1；若人使用某机械匀速提升该重物到
同一高度则人的拉力为 F2，所做的功是 W2（
）
A．F1 一定大于 F2
B．F1 一定小于 F2
C．W2 一定大于 W1
D．只有 F2 大于 F1，W2 才大于 W1
【答案】C
【解析】
【详解】
AB．直接用 F1 的力匀速提升重物，则 F1=G，
【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
＝ W 求拉力做功功率；（3）由 η＝ W有 求斜面的机械效率．
t
W总
【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
使用滑轮匀速提升该重物，由于滑轮种类不清楚，F2 与 G 的大小关系不能判断，则无法比 较 F1 与 F2 的大小．故 A、B 均错误；
CD．直接用 F1 的力匀速提升重物，所做的功是：
W1=W 有用=Gh；
使用滑轮匀速提升该重物到同一高度，即
W 有用=Gh；
但由于至少要克服摩擦力做额外功，故
则
故 C 正确、D 错误。 故选 C。
5N；
，所以 G=9N，故选项 D 正确；
故选 D．
3．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
A．作用在物体 A 上水平拉力是 100 N B．作用在物体 A 上水平拉力是 20 N C．物体 A 受到的滑动摩擦力是 80 N D．物体 A 受到的滑动摩擦力是 40 N 【答案】D 【解析】 【详解】 AB．根据二力平衡的条件进行分析,因为有两条绳子作用在动滑轮上,所以作用在物体 A 上 的水平拉力 F=2×20 N=40 N;故 AB 错误； CD．因为物体匀速运动,所以摩擦力等于作用在 A 上的水平拉力,大小为 40 N，故 C 错误，
B．物体 A 重力做功的功率为 1000W
C．物体 A 克服摩擦力做的功为 480J
D．滑轮组的机械效率约为 83.3%
【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。
W有 Gh 400N 2m 800J ，
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 Fs 250N 4m 1000J ，
B 选项错误。
C．滑轮的机械效率：
W有 800J 80% ， W总 1000J
C 选项错误。
D．拉力做功的功率：
D 选项错误。
P W 1000J 100W ， t 10s
做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；因为 η=
，所以两滑轮组的机械效率相
同，故 B 正确； 使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故 C 错误； 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，则 s1≠s2，故 D 错误；
12．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．
简单机械难题及答案 1
一、简单机械选择题
1．如图所示，物体浸没在水中，工人用 200N 的拉力 F 在 10s 内将重为 400N 的物体匀速 提升 2m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是 80%，不计绳重和摩擦， g=10N/kg，则下列说法中正确的是（ ）
A．物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为 40W B．物体在水中受到的浮力为 320N C．物体的体积为 8×10-3m3 D．物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于 80% 【答案】C 【解析】 【详解】 A．由图知，n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2×2m=4m，拉力端移动的速度： v=s/t=4m/10s=0.4m/s，拉力的功率：P=Fv=200N×0.4m/s=80W，故 A 错； B．滑轮组的机械效率：η=W 有用/W 总=（G−F 浮）h/Fs=（G−F 浮）h/F×2h=G−F 浮/2F=400N−F 浮 /2×200N=80%，解得：F 浮 =80N，故 B 错； C．由 F 浮 =ρ 水 V 排 g 得物体的体积：V=V 排 =F 浮/ρ 水 g=80N/1×103kg/m3×10N/kg=8×10-3 m3 ， 故 C 正确； D．物体露出水面后，没有了浮力，相当于增加了提升物体的重，增大了有用功，不计绳 重和摩擦，额外功不变，有用功和总功的比值变大，此滑轮组提升该物体的机械效率将大 于 80%，故 D 错。