简单机械专项练习经典

故左端下沉；
图乙中，设一只蜡烛的质量为 m
∵2m× l=m× l，
∴直尺在水平位置平衡； ∵三支蜡烛同时点燃，并且燃烧速度相同， ∴三支蜡烛因燃烧减少的质量 m′相同，
∵2（m-m′）× l=（m-m′）× l，
∴在燃烧过程中直尺仍能平衡．故选 B．
4．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
（3）功率和效率是无必然联系的； （4）使用任何机械都不省功． 【详解】 A．功率是表示做功快慢的物理量，故做功越快功率一定越大，故 A 正确； B．机械效率是表示有用功所占总功的百分比，故做功多，而不知道是额外功还是有用 功，所以无法判断机械效率，故 B 错误； C．由于功率和效率没有直接关系，所以功越快，机械效率不一定越高，故 C 错误； D．使用任何机械都不省功，故 D 错误． 故选 A．
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，
∵不考虑绳重和摩擦，
，
即：
，
∴动滑轮重：G 轮=80N．
6．如图所示，小明用相同滑轮组成甲、乙两装置，把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲装 置所做的总功为 W1，机械效率为 η1；用乙装置所做的总功为 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
功，即额外功，故 C 不符合题意；
D．由 P
W 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．
9．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）
10．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高 度．则（）
A．乙升降机提升重物做的有用功较多
B．甲升降机的电动机做的额外功较
多
C．甲升降机的电动机做的总功较少
D．乙升降机的电动机做的总功较
少
【答案】C
【解析】
【详解】
A．提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等，故 A 错误；
W有用 100%知道，滑轮组的机械效率是： W总
故 A 不符合题意；
W有用 100%= 300J 100%=60% ,
W总
500J
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 F2 多做一些
G动 4F G=4 600N 2000N=400N ，
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：
v s 8m 0.8m/s ， t 10s
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：
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：
F
1 4
G
G动
，
由此可得动滑轮的总重是：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：
根据杠杆的平衡条件有：
L2=0.4m，
所以
GL1=FL2
解得：
G×0.8m=20N×0.4m
G=10N
2．在生产和生活中经常使用各种机械，使用机械时 A．功率越大，做功越快 B．做功越多，机械效率越高 C．做功越快，机械效率越高 D．可以省力、省距离，也可以省功 【答案】A 【解析】 【分析】 （1）功率是表示做功快慢的物理量，即功率越大，做功越快； （2）机械效率是表示有用功所占总功的百分比；即效率越高，有用功所占的比例就越大；
确；
C、该杠杆的阻力大小为：G=4×0.5N=2N，故 C 错误；
D、根据杠杆的平衡条件，F1l1=F2l2，G×OB=F× 1 OA，代入数据，2N×8cm=F×4cm，解得， 2
F=4N，故 D 错误。
12．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．杠杆的动力臂为 8cm
B．该杠杆为费力杠杆
C．该杠杆的阻力大小为 0.5N 【答案】B 【解析】
D．动力 F 的大小为1.5N
【详解】
A、当动力在 A 点斜向下拉（与水平方向成 30°角）动力臂是： 1 OA= 1 ×4×2cm=4cm，故 22
A 错误；
B、阻力臂 OB，3×2cm=6cm＞ 1 OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故 B 正 2
15．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；
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。
13．下图所示的工具中，属于费力杠杆的是：
A．
钢丝钳
B．
起子
C．
羊角锤
【答案】D 【解析】
D．
镊子
【详解】 动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆，四幅图中只有镊子的动力臂是小于阻力臂的，故 应选 D。
图甲中，m 左 l 左= m 右 l 右，燃烧速度相同，∴蜡烛因燃烧减少的质量 m′相同，故左边为：
（m 左- m′）l 左= m 左 l 左- m′l 左，
右边为：
（m 右- m′）l 右= m 右 l 右- m′l 右，
因为 l 左小于 l 右，所以
（m 左- m′）l 左= m 左 l 左- m′l 左 （m 右- m′）l 右= m 右 l 右- m′l 右，
BCD．既然甲机械效率高，则说明甲做的额外功少，总功也就少，故 BD 错误，C 正确．
11．如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为 2cm，在 B 点竖直悬挂 4 个重均为 0.5N 的钩码，当在 A 点用与水平方向成 30°角的动力 F 拉杠杆， 使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是
7．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 【答案】C
B．F2
C．F3
D．F4
【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.
8．如图所示，手用 F1 的力将物体 B 匀速提升 h，F1 做功为 300J；若借助滑轮组用 F2 的力 把物体 B 匀速提升相同高度，F2 做功为 500J，下列说法错误的是
的大小． 【详解】 （1）因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的 有用功相同； （2）当有用功一定时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越 少，则总功就越少，机械效率就越高； （3）又因为乙是动滑轮,乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功,利用乙滑轮做的额外 功多,则总功越多,机械效率越低。即 W1 小于 W2,η1 大于 η2. 故选 C.
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， D 正确。