【物理】深圳市物理简单机械专项测
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解析)一、选择题1.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和的拉力,将相同的重物缓慢提升相同的高度(不计绳重和一F1F2切摩擦).下列说法正确的是().拉力小于拉力AF1F2B.甲、乙两滑轮组的机械效率相同C.甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械D.甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等【答案】B【解析】【详解】不计绳重及摩擦,因为拉力F=(G+G),n=2,n=3,所以绳端的拉力:F=(G物动121物+G),F=(G+G),所以F>F,故A错误;动2物动12因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W=Gh,W=Gh,所以利用滑轮组额动有用物做的有用功相同、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,,,提升物体的高度相同,所以,s=nhn1=2n2=3hs1=2h,则,故错误;s2=3hs1≠s2D2.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OA:OB1:2,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.(2.7103kg/m3,g10N/kg)下列结果正确的是铝A.该铝球空心部分的体积为1103m3B.该铝球的体积为3103m3C.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】m2.7kg铝球实心部分的体积:V1103m3,实2.7103kg/m3OB2由杠杆平衡的条件可得:F×OA=F×OB,FF3.5N7N,ABAOAB1铝球受到的浮力:FGFmgF2.7kg10N/kg7N20N,浮F20N铝球排开水的体积:V浮2103m3,排g1103kg/m310N/kg水铝球的体积:V2V22103m34103m3,球排则空心部分的体积:VVV4104m31103m33103m3.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.3.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.4.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,机械效率为;用乙装置所做的总功为,机械效率为.若不计W1η1W2η2绳重与摩擦,则..AW1=W2,η1=η2BW1=W2,η1<η2..CW1
η2DW1>W2,η1<η2【答案】C【解析】【分析】由图可知甲是定滑轮,乙是动滑轮,利用乙滑轮做的额外功多,由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼”可知两种情况的有用功,再根据总功等于有用功加上W额外功,可以比较出两种情况的总功大小.然后利用η=有用即可比较出二者机械效率W总的大小.【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。即小于大于η,,W1W2,η12.故选C.5.如图所示,动滑轮重为1N,拉力F为5N,则重物G和弹簧秤读数为A.G为4N,弹簧秤读数为5NB.G为9N,弹簧秤读数为10NC.G为10N,弹簧秤读数为5ND.G为9N,弹簧秤读数为5N【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5N;,所以G=9N,故选项D正确;故选D.6.在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为40N,斜面长2m、高1m.(g取10N/kg).下列说法正确的是()A.物体沿斜面匀速上升时,拉力大小等于摩擦力B.做的有用功是5JC.此斜面的机械效率为62.5%D.物体受到的摩擦力大小为10N【答案】C【解析】A.沿斜面向上拉物体时,物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用,故A错误;B.所做的有用功:W=Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J,故B错误;C.拉力F对物体有用W50J做的总功:W=Fs=40N×2m=80J;斜面的机械效率为:η=有用×100%=×100%总W80J总=62.5%,故C正确;D.克服摩擦力所做的额外功:W=W−W=80J−50J=30J,由W额总有W30J=fs可得,物体受到的摩擦力:f=额==15N,故D错误.故选C.额s2m点睛:(1)对物体进行受力分析,受重力、支持力、摩擦力和拉力;(2)已知物体的重力和提升的高度(斜面高),根据公式W=Gh可求重力做功,即提升物体所做的有用W功;(3)求出了有用功和总功,可利用公式η=有用计算出机械效率;(4)总功减去W总有用功即为克服摩擦力所做的额外功,根据W=fs求出物体所受斜面的摩擦力.额7.下列简单机械中既可以省力,同时又可以改变力的方向的是A.定滑轮B.动滑轮C.斜面D.滑轮组【答案】D【解析】【分析】不同机械的优缺点都不一样:动滑轮省力,但不能改变力的方向;定滑轮可以改变方向,但不能省力;斜面只能改变力的大小;滑轮组既可以改变力的大小也可以改变力的方向.【详解】A、定滑轮只能改变力的方向,不能省力,不符合题意;B、动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,不符合题意;C、斜面可以省力,不能改变力的方向,不符合题意;D、滑轮组既可以省力,也可以改变力的方向,符合题意;故选D.8.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/sB.拉力F大小为400NC.拉力F的功率为40WD.拉力F的功率为80W【答案】D【解析】【详解】sA.由v得体的速度:th2mv0.4mst5s故A项不符合题意;B.图可知,绳子段数为n2,不计动滑轮及绳自重,忽略摩擦,则拉力:11FG200N100N22故B项不符合题意;CD.绳子自由端移动的速度:v2v20.4ms0.8ms绳物拉力F的功率:WFsPFv100N0.8ms80Wtt故C项不符合题意,D项符合题意。9.如图所示,是自卸车的示意图,车厢部分可视为杠杆,则下列分析正确的是A.B点是支点,液压杆施的力是动力,货物重力是阻力B.B点是支点,物体A放在车厢前部可省力C.C点是支点,物体A放在车厢后部可省力D.C点是支点,物体A放在车厢前部可省力【答案】C【解析】【详解】由图可知车厢绕着点C转动,所以点C为支点;当物体放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,因此省力,所以选项ABD都不正确,故答案为C.10.用的拉力直接将重为的物体匀速提升(如图甲);换用斜面把物体匀速提F1GAhA升相同的高度,拉力为,物体沿斜面运动的距离为(如图乙),利用斜面工作过程中F2LFA.有用功为FhB.额外功为FL-FhC.总功为(F+F)LD.机械效率为122112F2【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WGhFh,故A错误;BC.B.有1拉力所做的总功:WFL,额外功WW-WFL-Fh,故B正确,C错误;D.总2额总有21WFh?机械效率有1,故错误.故选ηWFLDB.总211.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.12.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】GG在A的斜面中,存在F×4m=G×2m,故F=;在B的滑轮组中,n=3,故F=;在C11223G的定滑轮中,不省力,故F=G;在D的杠杆中,存在F×4l=G×l,故F=;可见所需动3444力最小的是D.13.如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,在这个过程中,力F的大小将()A.不变B.变小C.变大D.先变大后变小【答案】C【解析】【详解】在杠杆缓慢由A到B的过程中,力F始终与杠杆垂直,所以动力臂OA的长度没有变化,阻力G的大小没有变化,而阻力臂l却逐渐增大;由杠杆的平衡条件知:F•OA=G•l,当OA、G不变时,l越大,那么F越大;因此拉力F在这个过程中逐渐变大.C符合题意,选项ABD不符合题意.14.农村建房时,常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中,建筑工人用400N的拉力,将重600N的建材在10s内匀速提高3m。不计绳重及摩擦,则下列判断正确的是()A.该滑轮的机械效率η=75%B.滑轮所做的有用功为1200JC.滑轮自身的重力为100ND.绳子自由端移动的距离大小为3m【答案】A【解析】【详解】AB.滑轮所做的有用功为:W=Gh=600N×3m=1800J,有用因为是动滑轮,所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍,即6m,则拉力做的总功为:W=Fs=400N×6m=2400J,总所以动滑轮的机械效率为:W1800J有用×100%=100%=75%,W2400J总故A正确,B错误;C.不计绳重及摩擦,则拉力为:1F(GG),2动那么动滑轮的重为:G=2F-G=2×400N-600N=200N,动故C错误;D.由图知,使用的是动滑轮,承担物重的绳子股数n=2,绳子自由端移动的距离为:s=nh=2×3m=6m,故D错误;故选A。15.如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力可以忽略不计,在物体匀速上升的过程中A.甲图省力,机械效率甲图大B.甲图省力,机械效率一样大C.乙图省力,机械效率乙图大D.乙图省力,机械效率一样大【答案】B【解析】【详解】1分析甲、乙两图可知,n=3、n=2;因绳重和摩擦忽略不计,所以由F(GG)可甲乙n动WGh知,甲图更省力;由有可知,甲乙滑轮组的机械效率一样,故选.η=W=GhGhB总动16.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.20N2WB.20N6WC.60N2WD.30N6W【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=3v=3×0.1m/s=0.3m/s;则拉力F的功率为:P=Fv绳物绳=20N×0.3m/s=6W;故ACD错误,B正确.17.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.18.分别用如图所示的两个滑轮组,将同一物体提升到相同高度.若物体受到的重力为100N,动滑轮的重力为20N.在把物体匀速提升1m的过程中,(不计绳重和摩擦)下列说法正确的是A.甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100JB.甲滑轮组所做的有用功为200J,乙滑轮组所做的有用功为300JC.甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等D.甲、乙两滑轮组的机械效率不相等【答案】A【解析】(1)甲乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同,根据W=Gh可知两滑轮组所做的有用功相同,则W=Gh=100N×1m=100J,故A正确、B不正确.有(2)由图可知滑轮组绳子的有效股数n=2,n=3,甲乙∵动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同,1∴根据F(GG)可知,两滑轮组绳子自由端的拉力不相等,故C不正确,n物动(3)不计绳重和摩擦时,滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功,根据W=Gh可知,动滑轮重和上升高度相同时,两者的额外功相等,即W=Gh=20N×1m=20J,额动∵W=W+W,∴两滑轮组的总功相同,即W=100J+20J=120J,总有额总WW100J根据有可知,两滑轮组的机械效率相等,均为有83.3%,故D错WW120J总总误.故选A.19.如图所示的是工人在平台上通过滑轮组向上拉起重物G的情景.已知重物G所受的重力为700N,当他沿水平方向用400N的力拉重物G时,重物G恰好做匀速直线运动.不计绳重及摩擦,下列说法正确的是A.该滑轮组的动滑轮所受的重力为100NB.若工人拉动绳子的速度为0.5m/s,则4s后,绳子的拉力所做的功为1400JC.当工人用等大的力使绳子以不同速度匀速运动,且绳端运动相同的距离时,工人所做的功大小不同D.若将重物G换为质量更大的物体,则在不改变其他条件的情况下,工人将更省力【答案】A【解析】1A、不计绳重及摩擦,动滑轮组进行受力分析,F(GG),2物动滑轮组的动滑轮所受的重力:G=2F-G=2×400N-700N=100N,故A正确;动物B、绳子移动的距离,s=vt=0.5m/s×4s=2m,绳子的拉力所做的功:W=Fs=400N×2m=800J,故B错误;C、工人所做的功,等于绳子的拉力与绳子移动距离的乘积,与绳子的不同速度无关,大小W=Fs,工人所做的功相同,故C错误;1D、不计绳重及摩擦,动滑轮组进行受力分析,F(GG),当重物G换为质量更2物动大的物体时,F将变大,更费力,故D错误.故选A.20.如图所示,轻质杠杆可绕O(O是杠杆的中点)转动,现在B端挂一重为G的物体,在A端竖直向下施加一个作用力F,使其在如图所示的位置平衡,则A.F一定大于GB.F一定等于GC.F一定小于GD.以上说法都不正确【答案】B【解析】【详解】由题意知,O是杠杆的中点,所以G的力臂与F的力臂相等;则由杠杆的平衡条件知:F一定等于G。故ACD错误,B正确。