3.4 简单机械 同步练习（含解析）

简单机械
一、选择题
1．《墨经》最早记述了杆秤的杠杆原理，“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，如图。杆秤在水平位置平衡，以下说法正确的是（　　）
A．“重”增大时，N端上扬
B．“权”增大时，M端上扬
C．“权”向右移时，N端下沉
D．提纽向右移时，M端上扬
2．小明用图滑轮组将重为15N的物体匀速提升2m，手的拉力是6N。则（　　）
A．小明做的总功是30J
B．该滑轮组的机械效率是83.3%
C．若减小物重，可以增大机械效率
D．若加快提升速度，可以增大机械效率
3．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（　　）
A．拉力F1小于拉力F2
B．把重物提升相同高度，F1和F2所做的功相同
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
4．如图所示，利用筷子开启啤酒瓶盖，筷子相当于（　　）
A．费力杠杆
B．等臂杠杆
C．省力杠杆
D．既省力又省距离的杠杆
5．如图所示，分别用拉力F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物，若不计滑轮本身的重力、绳重及摩擦，则所用拉力最小的是（
）
A．
B．
C．
D．
6．下列工具中，属于费力杠杆的是(　　)
A．开瓶器
B．核桃夹
C．钳子
D．食品夹
7．如图所示，小华用苹果和橘子来玩跷跷板，她将苹果、橘子分别放在轻杆的左右两端，放手后，轻杆马上转动起来。使轻杆逆时针转动的力是(　　)
A．苹果的重力
B．橘子的重力
C．轻杆对橘子的支持力
D．苹果对轻杆的压力
8．如图所示的工具中属于费力杠杆的一组是(　　)
A．①②
B．①④
C．②③
D．②④
9．如图所示，杠杆OAB能绕O点转动，在A点挂一重物G，为保持杠杆在水平位置平衡，在B点分别作用的四个力中最小的是（
）
A．F1
B．F2
C．F3
D．F4
10．下列仪器或工具在使用过程中，利用了杠杆原理的一组是（
）
①剪刀；②托盘天平；③量筒；④烧杯；⑤弹簧秤；⑥试管夹
A．①②⑥
B．①③⑤
C．①②③
D．①⑤⑥
11．图中属于费力杠杆的是（
）
A．
B．
C．
D．
12．小衢同学在“研究杠杆平衡条件”的实验中，他将杠杆中点支在支架上，在杠杆的一端挂上一些钩码，然后在同一测用弹簧测力计往上拉杠杆，如果把弹簧测力计的拉力叫做动力，则阻力是（
）
A．钩码的重力
B．杠杠自身重力
C．钩码对杠杆的拉力
D．杠杆对钩码的提力
13．为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（　　）
A．两个滑轮在装置中起的作用相同
B．拉力的大小是配重大小的二分之一
C．拉力移动的距离是配重上升距离的两倍
D．将配重提升相同的高度，用该装置与直接提升配重所做的功相等
14．如图所示，，，此时物体相对于地面静止，物体以的速度在物体表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（
）
A．的功率为
B．物体和地面之间有摩擦力
C．如果增大，物体可能向左运动
D．弹簧测力计读数为
二、简答题
15．小明站在地面上用如图所示的滑轮组提升重物，绳重及摩擦不计，小明将重为800牛的货物提至高处，人对绳子的拉力F为500牛，货物匀速上升了5米。
(1)求有用功；
(2)拉力做的功；
(3)滑轮组的机械效率。
三、探究题
16．在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向____调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是____。
（2）实验过程中，在杠杆的两侧挂上钩码后，仍要使杠杆在水平位置平衡，若杠杆不在水平位置平衡时，应通过调节钩码的个数和位置来实现，而不能再调节____。
（3）如下图所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉时测力计的示数为____N（每个钩码重0.5N），当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将____（选填“变大”、“变小”或“不变”），其原因是____。
（4）某同学进行正确的实验操作后，得到的数据为F1=6N、L1=20cm、F2=4N和L2=30cm。该同学根据这些数据能否得出探究结论？____。理由是：____。
17．扎西和小玲探究杠杆平衡条件实验。
实验次数
动力F1(N)
动力臂l1(cm)
阻力F2(N)
阻力臂l2(cm)
1
0.5
20
1.0
10
2
1.5
20
1.5
20
3
4.0
10
2.0
20
(1)实验时，发现杠杆的左端高于右端，则应将左端的平衡螺母向________调节(填“左”或“右”)，使杠杆在水平位置平衡，这样便于在杠杆上直接读出__________；
(2)分析表格中的数据，可知杠杆的平衡条件为：________________。
试卷第2页，总2页
参考答案
1．C
【详解】
A．“重”增大时，左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的乘积N端下沉，故A错误；
B．“权”增大时，左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积M端下沉，故B错误；
C．“权”向右移时，左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的乘积N端下沉，故C正确；
D．提纽向右移时，左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积M端下沉，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】
A．由图可知n=3，拉力端移动的距离
s=3h=32m=6m
小明所做的总功
W总=Fs=6N6m=36J
故A错误；
B．所做的有用功
W有用=Gh=15N2m=30J
滑轮组的机械效率
故B正确；
C．若减小提升的物重，有用功减小、而额外功几乎不变，有用功与总功的比值减小，机械效率减小，故C错误；
D．若加快提升速度，可以增大做功的功率，但有用功与总功的比值不变，不会增大机械效率，故D错误。
故选B。
3．B
【详解】
A．不计绳重及摩擦，因为拉力
F=（G物＋G动）
n1=2，n2=3，所以绳端的拉力
F1=（G物＋G动）
F2=（G物＋G动）
所以F1>F2，故A错误；
B．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同
W额=G动h
W有用=G物h
所以F1和F2所做的功相同，故B正确；
C．使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故C错误；
D．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s1s2，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】
如图，利用筷子开启啤酒瓶盖时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
5．D
【详解】
不计滑轮本身的重力及摩擦的情况下；
ABC图是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力，故F1=F2=F3=G，
D图用的是动滑轮；能够省一半的力，故，故D所用拉力最小。
故选D。
6．D
【详解】
A．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不合题意；
B．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不合题意；
C．钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不合题意；
D．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
7．D
【详解】
苹果和桔子对杠杆的压力分别为动力和阻力，动力臂等于阻力臂，苹果对杠杆的压力大于桔子对杠杆的压力，因此使杠杆转动的力是苹果对杠杆的压力。
故选D。
8．B
【详解】
杠杆分为三类：省力杠杆（动力臂大于阻力臂，省力费距离）；费力杠杆（动力臂小于阻力臂，费力省距离）；等臂杠杆（动力臂等于阻力臂，不省力不费力，不省距离不费距离）；要判断是什么杠杆：要看动力臂与阻力臂之间的大小关系。
①碗夹：动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
②核桃夹：动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
③独轮车：动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
④正确使用中的筷子：动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
属于费力杠杆的是①④，故B符合题意。
故选B。
9．C
【详解】
所挂重物重力大小不变，其力臂也不变，根据杠杆平衡条件，拉力要最小，则拉力的力臂要最长。由图可知最长力臂为OB，则最小拉力为F3。
故选C。
10．A
【详解】
一根硬棒在力的作用下绕固定点转动即杠杆。
剪刀在在力的作用下绕固定点转动可以看作杠杆，托盘天平是等臂杠杆；试管夹在在力的作用下绕固定点转动可以看作杠杆；故A符合题意。
11．B
【详解】
A、天平的两个力臂相等，所以是等臂杠杆，不符合题意;钢丝钳在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
B、镊子在使用时动力臂小于于阻力臂，是费力杠杆，符合题意；
C、起子在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
D、钉锤在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
12．C
【详解】
由图知道，钩码对杠杆的拉力使杠杆有沿顺时针转动的趋势，为了使杠杆在水平位置平衡，所以弹簧测力计往上拉杠杆，所以如果把弹簧测力计的拉力叫做动力，则阻力是钩码对杠杆的拉力，故C正确。
故选C。
13．C
【详解】
A．由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，动滑轮能够省力，但不能改变力的方向；定滑轮不能省力，可以改变力的方向，故A错误；
B．该滑轮组中n=2，若不计摩擦，拉力的大小
故B错误；
C．该滑轮组中n=2，拉力移动距离等于配重上升高度的二倍，故C正确；
D．直接提升配重做的功是有用功，用该装置将配重提升相同高度还要对动滑轮做功，即用该装置所做的功（总功）大于有用功，故D错误。
故选C。
14．C
【详解】
A．由图知，水平使用滑轮组，n=2，拉力端移动速度
v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s
F2的功率
故A正确，不符合题意；
B．由图知，水平使用滑轮组，n=2，则
fB=2F2=2×3N=6N
根据力作用的相互的可知；物体B对物体A的摩擦力向左，大小为6N，A受到水平向右的拉力4N，由力的平衡可知A受到地面的摩擦力
f地=6N-4N=2N
故B正确，不符合题意；
C．如果增大F2，B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受力不变，同理可知，A受到地面的摩擦力也不变，即A的受力情况不变，还是处于静止状态，故C错误，符合题意；
D．不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，由力的平衡条件可得，弹簧测力计的示数
F=3F2=3×3N=9N
故D正确，不符合题意。
故选C。
15．(1)4000J；(2)5000J；(3)80%
【分析】
(1)对物体所做的功为有用功，利用计算。
(2)动力（手的拉力）做的功为总功，利用计算。
(3)利用效率公式求滑轮组的机械效率。
【详解】
(1)有用功
(2)拉力做的功
(3)滑轮组的机械效率
答：(1)有用功是4000J；(2)拉力做的功是5000J；(3)滑轮组的机械效率为80%。
16．左
便于测量力臂的长度
平衡螺母
3
变大
拉力的力臂减小，为保持杠杆平衡，拉力要增大
不能
只做了一次实验得出的结论具有偶然性
【详解】
(1)[1]杠杆右端低左端高，杠杆的左端上翘，右端的平衡螺母向上翘的左端移动。
[2]调节杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂的长度。
(2)[3]实验过程中，在杠杆的两侧挂上钩码后，仍要使杠杆在水平位置平衡，杠杆的力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。杠杆不平衡时，通过调节钩码的个数或位置，使杠杆在水平位置平衡，不能再调节平衡螺母。
(3)[4]设杠杆一个小格为L，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得
F1×2L=2N×3L
F1=3N
[5][6]当弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，拉力的力臂减小，为保持杠杆平衡，拉力要增大，所以弹簧测力计示数会变大。
(4)[7]该同学根据这些数据不能得出探究结论。
[8]通过实验总结实验结论时，一般要进行多次实验，总结的实验结论才具有普遍性，结论才正确。只做了一次实验得出的结论具有偶然性。
17．左
力臂的大小
F1l1=F2l2
【详解】
(1)[1][2]发现杠杆的左端高于右端，根据杠杆的平衡条件，为了使它在水平位置平衡，应将左端的平衡螺母向左调节；杠杆在水平位置平衡时，杠杆的力臂正在杠杆上，便于直接从杠杆上读出力臂的大小。
(2)[3]分析表中数据可知
0.5N×20cm=1.0N×10cm
1.5N×20cm=1.5N×20cm
4.0N×10cm=2.0N×20cm
可以得到杠杆的平衡条件
F1l1=F2l2
答案第1页，总2页
答案第1页，总2页