【物理】初中物理简单机械解题技巧及经典题型及练习题(含答案)

【物理】初中物理简单机械解题技巧及经典题型及练习题(含答案)

一、简单机械选择题

1．如图所示，属于费力杠杆的是

A．用镊子夹物品B．用汽水扳子开瓶盖

C．用手推车推货物D．用羊角锤起钉子

【答案】A

【解析】

【详解】

A、用镊子夹物品时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；

B、汽水扳子开瓶盖时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；

C、用手推车推货物，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；

D、用羊角锤起钉子，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．

故选A．

【点睛】

此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；

②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．

2．小勇体重600N，利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m．已知物体A

重为800N，小勇作用在绳端的拉力大小为500N，在此过程中，下列说法正确的是

A．水平地面对小勇的支持力做功为6000J

B．小勇做的有用功为3000J

C．小勇拉力的功率为250W

D．此滑轮组的机械效率为80%

【答案】D

【解析】

水平地面对小勇的支持力与小勇运动的方向是垂直的，支持力不做功，故A错；小勇做的有用功就是克服物体的重力做的功W有=Gh=800N×5m=4000J，故B错；小勇做的总功为W

总=Fs=500N×10m=5000J，拉力的功率为P=W总/t=5000J/10s=500W，故C错；滑轮组的机械效率为η=W有/W总=4000J/5000J=80%，故D正确；应选D．

3．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=1

n

（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=W

W

有

总

，得：W总=

W

η

有=

150

60%

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=W

h

额=

100

1

J

m

=100N，拉力F的大小：

F=1

3

（G物+G轮）=

1

3

（150N+100N）=

250

3

N；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=W

W

有

总

，得：W总

=W

η

有=

150

60%

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=W

h

额=

100

1

J

m

=100N，拉力F的大小：F=

1

2

（G物+G轮）=

1

2

（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 ．

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W 1，机械效率为1η；用乙滑轮所做的总功率为W 2，机械效率为2η，若不计绳重与摩擦，则（ ）

A ．W 1＜W 2，η1＞η2 B. W 1=W 2，η1＜η2 C ．W 1＞W 2 , 1η＜2η D ．W 1=W 2 , 1η=2η 【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 ＝

W W 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W 1η2.故选C.

5．如图所示，利用动滑轮提升一个重为G 的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为 60%．要使此动滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G 的物块的个数为 （ ）

A ．3 个

B ．4 个

C ．5 个

D ．6 个

【答案】D 【解析】 【详解】 不计绳重和摩擦，

，，要使，则

．

6．在生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是 A ．可以省力或省距离，但不能省功 B ．可以省力，同时也可以省功

C．可以省距离，同时也可以省功

D．只有在费力情况时才能省功

【答案】A

【解析】

【详解】

使用机械可以省力、省距离或改变力的方向，但都不能省功，故A选项正确；

使用任何机械都不能省功，故B、C、D选项错误；

7．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）

A．同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，最终将超过100%

B．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变

C．此滑轮组动滑轮的重力为2N

D．当G物=6N时，机械效率η=66.7%

【答案】D

【解析】

【详解】

A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外

功，所以总功一定大于有用功；由公式η=知：机械效率一定小于1，即同一滑轮组

机械效率η随G物的增大而增大，但最终不能超过100%，故A错误；

B、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示，

因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：W额=G轮h，即额外功W额相同，又因为W总=W有+W额，所以总功

相同，由η=可知，两装置的机械效率相同，即η1=η2．故B错误；

C、由图可知，G=12N，此时η=80%，则

η=====，即80%=，解得G 动=3N ，故

C 错误；

D 、G 物=6N 时，机械效率η=

×100%=

×100%=

×100%=

×100%≈66.7%．故D 正确．

故选D ．

8．下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是 A ．机械效率越大，做的有用功一定越多 B ．功率越大，做功越快

C ．有力作用在物体上，力一定对物体做了功

D ．功率小，机械效率也一定低 【答案】B 【解析】 【详解】

A ．因为机械效率是有用功与总功的比值，所以机械效率越大，做的有用功不一定越多，故A 错误；

B ．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故B 正确；

C ．有力作用在物体上，物体力的方向上没有移动距离，力不做功，故C 错误；

D ．机械效率是有用功与总功的比值，与功率的大小无关，故D 错误．

9．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．（33

2.710/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20N

D ．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：33

33

2.71102.710/m

kg V m kg m

ρ

-=

=

=??实， 由杠杆平衡的条件可得：F A ×

OA=F B ×OB ，2

3.571

A 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：3333

20210110/10/F N

V m g kg m N kg

ρ-=

==???浮排水， 铝球的体积：3

3

3

3

22210410V V m m --==??=?球排，

则空心部分的体积：4

3

3

3

3

3

410110310V 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．

10．如图所示的滑轮组上:挂两个质量相等的钩码A B,放手后将出现的现象是（忽略滑轮重,绳重及摩擦） （ ）

A ．A 下降

B ．B 下降

C ．保持静止

D ．无法确定 【答案】A

【解析】分析：利用动滑轮、定滑轮的省力特点分析解答此题。定滑轮只能改变力的方向，不能省力，动滑轮可以省一半的力。

解答：B 所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，A 所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力；A 与B 质量相等，重力相等，将B 拉起只需A 重力的一半即可，所以A 下降，B 上升。 故选：A 。

【点睛】此题考查了动滑轮、定滑轮的省力特点，难点是判断动滑轮和定滑轮，属于基础题目。

11．如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m 1、m 2的货物，当他的肩处于O 点时，扁担水平平衡，已知l 1＞l 2，扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向O 点移近相同的距离△l ，则

A ．扁担仍能水平平衡

B ．扁担右端向下倾斜

C ．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2-m 1）2

1l

l l -V

D ．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2-m 1）2l

l l

-V V

【答案】D 【解析】 【详解】

AB ．原来平衡时，m 1gl 1=m 2gl 2， 由图知，l 1＞l 2，所以m 1＜m 2，

设移动相同的距离?l ，则左边：m 1g （l 1?△l ）=m 1gl 1?m 1g △l ， 右边：m 2g （l 2?△l ）=m 2gl 2?m 2g △l ， 因为m 1＜m 2，所以m 1△lg ＜m 2△lg ，

则m 1（l 1?△l ）g ＞m 2（l 2?△l ）g ，则杠杆的左端向下倾斜，故AB 错误； CD ．因为m 1（l 1?△l ）g ＞m 2（l 2?△l ）g ，故往右边加入货物后杠杆平衡， 即：m 1（l 1?△l ）g =（m 2+m ）（l 2?△l ） g ， 且m 1gl 1=m 2gl 2，

得m =（m 2?m 1）2l

l l

-V V ，故C 错误，D 正确。

12．如图所示，在水平拉力F 的作用下，使重300N 的物体在水平桌面上以0.lm/s 的速度勻速运动时，物体与桌面的摩擦力为60N （不计绳重、动滑轮重及摩擦），F 及其功率的大小分別为 （ ）

A ．20N 2W

B ．20N 6W

C ．60N 2W

D ．30N 6W

【答案】B 【解析】 【详解】

由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为3，则绳端的拉力：F=f /3=60N/3=20N ； 绳子自由端的速度为：v 绳=3v 物=3×0.1m/s=0.3m/s ；则拉力F 的功率为：P=Fv 绳

=20N×0.3m/s=6W；故ACD错误，B正确．

13．如图，O为拉杆式旅行箱的轮轴，OA为拉杆．现在拉杆端点A处施加一竖直向上的力F，使箱体从图示位置绕O点缓慢逆时针转至接近竖直位置．则力F的大小

A．一直变大B．始终不变

C．一直变小D．先变小后变大

【答案】B

【解析】

【详解】

由题意可知，箱体的重力不变，也就是杠杆的阻力大小不变，动力F竖直向上，重力G竖直向下，这两个力的方向始终平行，根三角形的相似性可知，动力臂与阻力阻的比值是不变的，根据杠杆的平衡条件可知动力与阻力的比值也是不变的，由于阻力不变，所以动力F的大小是始终不变的，故应选B．

14．建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m 的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍．在此过程中下列说法正确的是（）

A．绳子自由端沿水平方向移动了6 m

B．物体受到的拉力为750N

C．拉力F的功率为750W

D．滑轮组的机械效率为80%

【答案】D

【解析】

【详解】

A．由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=ns A=2×2m=4m，故A错误；B．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力F A=f=0.4G=0.4×1500N=600N，故B错误；

C．拉力F做的功W总=Fs=375N×4m=1500J，则拉力F的功率P===375W，故C

错误；

D．有用功W有=F A s A=600N×2m=1200J，则滑轮组的机械效率

η=×100%=

×100%=80%，故D 正确；

15．下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ）

A ．

B ．

C ．

D ．

【答案】D 【解析】 【详解】

在A 的斜面中，存在F 1×

4m=G ×2m ，故F 1=2

G ；在B 的滑轮组中，n =3，故F 2=3G

；在C

的定滑轮中，不省力，故F 3=G ；在D 的杠杆中，存在F 4×4l =G ×l ，故F 4=4

G

；可见所需动力最小的是D ．

16．为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是（ ）

A ．用动滑轮提升重物上升h 高度，测力计也上升h 高度

B ．若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少

C ．减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率

D ．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力 【答案】C 【解析】 【详解】

A ．用动滑轮提升重物上升h 高度，因为有两段绳子承重，所以测力计上升2h 高度，故A 错误；

B ．拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮时是否省力还取决于动滑轮的重和摩擦力的大小，而因为要提起动滑轮做功，故做功较多，故B 错误；

C ．减小动滑轮质量，可以减小额外功，根据+W W W W W η==

有用有用总

有用额外

可知，可以提高动

滑轮的机械效率，故C 正确．

D ．用定滑轮拉重物，拉力的力臂为滑轮的半径，所以向各个方向的拉力都相等，故D 错误． 【点睛】

重点理解机械效率为有用功与总功的比，有用功不变，当额外功减小时，总功减小，所以机械效率会提高．

17．下图为“测滑轮组机械效率”的实验．在弹簧测力计拉力作用下，重6N 的物体2s 内匀速上升0.1m ，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）．下列说法错误的是（ ）

A ．弹簧测力计的拉力是2.4N

B ．物体上升的速度为0.05m/s

C ．弹簧测力计拉力的功率为0.12W

D ．滑轮组的机械效率约83.3％ 【答案】C 【解析】

分析：由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n ，拉力端移动的距离

，利用

求拉力做的总功，再利用

求功率；已知物体的重力和上升高度，利用

求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

解答：由图可知，弹簧测力计的拉力是2.4N ，故A 正确；物体2s 内匀速上升0.1m ，物体

上升的速度为，故B 正确；n=3，拉力端端移动距离

，拉力做的总功为：

；拉力的功

率为：，故C 错误；拉力做的有用功为：；滑轮组机械效率为：

。故D 正确；

故答案为C

【点睛】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，根据题图确定n 的大小（直接从动滑轮上引出的绳子股数）是本题的突破口，灵活选用公式计算是关键。

18．C 点为硬棒AD 的重心，硬棒可绕A 点转动。在棒的B 点施加力F 1，F 1的方向沿OO '线，棒在图所示位置处于静止状态。则

A ．F 1>G

B ．F 1=1

2

G s s

C ．重力的力臂等于S 1

D ．F 1方向沿OO ′线向下

【答案】A 【解析】 【详解】

AB ．由图像可得，A 点到F 1的距离为s 2，若令A 点到重力的距离为s 3，根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”可知

123F s G s ?=?

可以推出

3

12

s F G s =

由于

32s s >

可得

1F G >

故A选项正确，符合题意，B选项错误，不符合题意；

C．重力的力臂为支点A到重力的距离，重力竖直向下，因此力臂为水平方向，故C选项错误，不符合题意；

D．F1与G在支点同侧，重力方向竖直向下，所以F１的方向应该向上，故D选项错误，不符合题意。

19．室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启．根据室内垃圾桶的结构示意图可确定：（）

A．桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆

B．桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆

C．桶中有两个杠杆在起作用，用都是省力杠杆

D．桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆

【答案】D

【解析】

图中的垃圾桶有两个杠杆，DEF为一个杠杆，动力臂大于阻力臂属于省力杠杆；ABC为另一个杠杆，动力臂小于阻力臂属于费力杠杆，故答案选D．

点睛：本题考查杠杆的分类，难点是如何从生活中的工具中抽象出杠杆，解题方法是判断省力费力杠杆时从动力臂和阻力臂的大小入手．

20．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．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。