3.4简单机械 同步练习（含解析）

简单机械
一、单选题
1.停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（???
）
A.?A点??????????????????????????????????????B.?B点??????????????????????????????????????C.?C点??????????????????????????????????????D.?D点
2.如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是(
??)
A.匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小不变
B.匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小
C.匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变大
D.吊臂是一个省力的杠杆
3.人的手臂相当于一个杠杆，当手拿起物体时，下图中能正确表示该杠杆的支点动力、阻力的是(??
?)。
A.
B.
C.
D.
4.小科用如图所示的滑轮组提升G为600N的重物，在绳子自由端施加F为250N的拉力，使重物在4s内匀速上升1m，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（??
）
A.?动滑轮重100N????????????????????????????????????????????????????B.?拉力做功的功率为150W
C.?绳子自由端移动的距离为2m???????????????????????????????D.?此过程滑轮组的机械效率为80%
5.下列测量工具没有利用杠杆原理的是(
??)
A.?弹簧测力计
?????????????????????????????????????????B.?杆秤
C.?台秤
???????????????????????????????????????????D.?托盘天平
6.使用如图工具可以省力的是(
???)
A.?老虎钳
B.?理发剪刀
C.?定滑轮
D.?镊子
7.“垃圾分类，人人有责”，带盖的垃圾桶能有效防止易腐垃圾的异味散出，以下说法不正确的是（??
）
A.?图甲中垃圾桶盖ABC为一个费力杠杆
B.?图甲中脚踏部分DEF为一个省力杠杆
C.?图乙中的垃圾桶盖为一个等臂杠杆
D.?图丙中垃圾桶盖为一个费力杠杆
8.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
9.三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详，甲图中和尚们商量出新的挑水方案，胖和尚一人挑两小桶，瘦和尚和小和尚两人和抬一大桶，以下说法中不正确的是（???
）
A.?乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将他的肩往后移动一点距离
B.?乙图中水桶B向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将后面水桶B往前移动一点距离
C.?丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以让瘦和尚往前移动一点距离
D.?丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以将水桶往前移动一点距离
10.如图示是一种杠杆式开门器，主要应用于老人开门方便，针对这种开门器，你认为下列分析正确的是（???
）
A.?利用这种开门器，可以省去部分做功??????????????????B.?手握部分越靠近锁孔越省力
C.?该杠杆属于省力杠杆???????????????????????????????????????????D.?利用杠杆式开门器，目的是为了省距离
11.如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M悬挂点B的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值，下列关于密度秤制作的说法中，正确的是（??
）
A.?悬点O适当左移，秤的量程会增大???????????????????????B.?秤的刻度值分布不均匀
C.?增大M的质量，秤的量程会减小?????????????????????????D.?每次倒入空桶的液体质量相同
12.如图所示的工具中，属于费力杠杆的是
(
??)
A.?开瓶器???????????????????????????????????????????????B.?核桃夹
C.?钳子????????????????????????????????????????????????D.?食品夹
二、填空题
13.滑轮组的机械效率无法达到100%，这是由于使用滑轮组时，必须克服________和________而做一定量的________功。
14.用机械效率为90%的滑轮组，将重为1500牛的零件匀速提升2.5米，则有用功为________，
总功为________。
三、解答题
15.图为用羊角锤拔起钉子的示意图。已知动力臂OA为36厘米，阻力臂OB为3厘米，当在锤柄A处用大小为90牛的动力时，钉子刚好被拔起，求此时钉子对锤的阻力。若人所用的力为75牛，要拔起钉子，锤柄至少要加长多少厘米？
四、实验探究题
16.在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照图（a）中所示的实验器材进行实验，每个小组的实验器材都相同（摩擦力可忽略不计）。
甲小组按照实验要求在滑轮上挂上钩码，竖直向上拉弹簧测力计，
每次都匀速提起钩码，如图（a）所示。乙、丙两个小组的同学
实验时，没有注意按照要求规范操作，他们斜向上拉弹簧测力计，
匀速提起钩码，实验情况分别如图（b）、（c）所示。
各小组的实验数据记录在表格中：
表一（甲小组）
表二（乙小组）
表三（丙小组）
实验序号
物体的重力（牛）
弹簧测力计的示数（牛）
实验序号
物体的重力（牛）
弹簧测力计的示数（牛）
实验序号
物体的重力（牛）
弹簧测力计的示数（牛）
1
1.0
0.6
4
1.0
0.7
7
1.0
0.8
2
2.0
1.1
5
2.0
1.3
8
2.0
1.6
3
3.0
1.6
6
3.0
1.8
9
3.0
2.3
（1）甲小组同学分析比较了实验序号1、2、3的数据和相关条件，得出动滑轮使用特点的初步结论是：使用动滑轮匀速提起重物，________。
（2）同学们查阅相关资料得知：若不计动滑轮自身的重力，使用动滑轮匀速提升重物时，可以省一半力…由此，他们分析了表一中的实验数据，求出滑轮的重力为________牛。
（3）分析比较实验序号1、4、7（或2、5、8或3、6、9）的实验数据和相关条件，得出的初步结论是：________。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
D
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件分析判断。
【解答】根据图片可知，将后轮提起时，前面的车轮相当于杠杆的支点，阻力为自行车的重力，动力为手提的力。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，D点的动力臂最长，则此时最省力，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
2.【答案】
B
【解析】【分析】（1）（2）（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（4）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
【解答】根据图片可知，O点为支点，货物的重力为阻力，伸缩撑杆的支持力为动力。在匀速缓慢顶起吊臂的过程中，阻力F2和动力臂L1保持不变，而阻力臂L2不断减小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，伸缩支撑杆的支持力不断减小，故B正确，而A、C错误；
由于动力臂小于阻力臂，因此吊臂是一个费力杠杆，故D错误。
故选B。
3.【答案】
A
【解析】【分析】根据手臂的工作过程判断。
【解答】当我们用手拿起物体时，肘关节相当于支点，物体的重力相当于阻力，作用在手上；肱二头肌施加拉力，方向向上，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
4.【答案】
D
【解析】【分析】（1）根据公式计算出动滑轮的重力；
（2）（3）首先根据s=nh计算拉力移动的距离，再根据计算出拉力的速度，最后根据P=Fv计算拉力的功率；
（4）根据公式计算滑轮组的机械效率。
【解答】A.根据公式得到：
，
解得：G动=150N，故A错误；
BC.拉力移动的距离s=nh=1m×3=3m，拉力的速度
，
拉力的功率P=Fv=250N×0.75m/s=187.5W，故B、C错误；
D.滑轮组的机械效率
，
故D正确。
故选D。
5.【答案】
A
【解析】【分析】分析各个选项中器材包含的物理原理即可。
【解答】杆秤、台秤和托盘天平，都利用了杠杆原理，而弹簧测力计的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，故A符合题意，而B、C、D不合题意。
故选A。
6.【答案】
A
【解析】【分析】分析各种工具的特点，确定是否省力即可。
【解答】A.老虎钳中间的轴为杠杆的支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A正确；
B.理发用的剪刀中间的轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B错误；
C.定滑轮本质是等臂杠杆，不省力也不费力，故C错误；
D.镊子的支点在夹片的连接处，阻力作用在尖端，动力作用在中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D错误。
故选A。
7.【答案】
D
【解析】【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
【解答】A.图甲中，支点为C，动力作用在B点，阻力作用在桶盖的中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A正确不合题意；
B.图甲中脚踏部分，支点为E，阻力作用在D点，动力作用在F点，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B正确不合题意；
C.图乙中的垃圾桶盖中间的转轴为支点，两边的桶盖重力为阻力，此时阻力臂等于动力臂，为等臂杠杆，故C正确不合题意；
D.图丙中的垃圾桶盖的支点在最右侧，动力作用在最左边，阻力作用在盖子的中间，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D错误符合题意。
故选D。
8.【答案】
C
【解析】【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
【解答】根据图片可知，使用筷子开启啤酒瓶盖时，垫在筷子下面的手指为支点，瓶盖对筷子施加向下的阻力，另一只手施加向下的动力。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
9.【答案】
D
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2
，
结合动力臂和阻力臂的变化分析判断。
【解答】从图乙可知，右边水桶B向下沉，从杠杆的平衡条件FALA=FBLB可知，水平时右边的力与力臂乘积较大，应减小右边的力与力臂的乘积或增大左边的力与力臂的乘积。
A.胖和尚将他的肩往后移动一点距离，从而可以减小LB
，
使FBLB减小，即减小了右边的力与力臂的乘积，故A正确不合题意；
B.胖和尚将后面水桶B往前移动一点距离，从而可以减小LB
，
使FBLB减小，即减小了右边的力与力臂的乘积，故B正确不合题意；
C.从丙图中可看出，以小和尚的肩膀为支点O，水桶为阻力，L2是阻力臂，瘦和尚的肩膀施加的力是动力，L1是动力臂。若让瘦和尚往前移动一点距离，则瘦和尚那边的力臂L1就变大，而F2L2的乘积不变，根据杠杆原理F1L1=F2L2可知，那么瘦和尚那边的力F1要变小，所以减轻了瘦和尚的负担，故C正确不合题意；
D.若水桶靠近瘦和尚移动，则动力臂力臂L1就减小，根据杠杆原理F1L1=F2L2可知，那么瘦和尚那边的力F1要增大，所以增大了瘦和尚的负担，故D错误符合题意。
故选D。
10.【答案】
C
【解析】【分析】（1）使用任何机械都不能省功，这是功的原理；
（2）根据杠杆的平衡条件分析；
（3）根据动力臂和阻力臂的大小确定杠杆的分类；
（4）根据W=Fs分析即可。
【解答】使用任何机械都不能省功，故A错误；
当用手转动开门器时，锁孔位置是杠杆的支点，里面的弹簧产生的弹力为阻力，作用在圆球上；手对杠杆的动力作用在手柄末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C正确；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，手握部分越靠近锁孔，动力臂越小，那么动力越大，越费力，故B错误；
这种杠杆式开门器为省力杠杆，根据W=Fs可知，省力就得非距离，故D错误。
故选C。
?
11.【答案】
A
【解析】【分析】首先根据杠杆的平衡条件列出平衡关系式，然后结合密度公式推导得出液体的密度与动力臂OB的数学关系式，然后结合这个公式，不断改变变量，对秤的量程变化进行分析，并判断刻度值是否均匀。
【解答】根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2得到：（G桶+G液体）×OA=GM×OB；
（G桶+ρ液体gV）×OA=GM×OB；
；
其中GM、G桶、OA和V都是常量，因此液体的密度与动力臂OB成正比，因此刻度是均匀的，故B错误；
根据公式可知，悬点O左移，那么OA减小，OB增大，会使液体的密度增大，从而增大量程，故A正确；
根据公式可知，根据增大M的质量，可以使液体密度增大，即增大量程，故C错误；
根据公式m=ρV可知，当液体的体积相同时，密度越大，液体的质量越大，因此注入空桶的液体体积相同，才能通过杠杆平衡条件得出液体质量的大小，从而判断液体密度的情况，故D错误。
故选A。
12.【答案】
D
【解析】【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而对杠杆进行分类。
【解答】A.使用开瓶器时，它与瓶盖接触的上面的点为支点，阻力作用在瓶盖与它接触的下面的点，动力作用在柄的末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A错误；
B.使用核桃夹时，夹片相连的位置为支点，阻力作用在中间，而动力作用在末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B错误；
C.使用钳子时，中间的轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄末端，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C错误；
D.使用食品夹时，夹片相连的位置为支点，阻力作用在末端，而动力作用在中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D正确。
故选D。
二、填空题
13.【答案】
摩擦；动滑轮自重；额外
【解析】【分析】根据对滑轮组的认识分析解答。
【解答】滑轮组的机械效率无法达到100%，这是由于使用滑轮组时，必须克服摩擦和2动滑轮自重而做一定量的额外功。
14.【答案】
3750焦；4166.7焦
【解析】【分析】首先根据W有=Gh计算出有用功，再根据计算总功。
【解答】有用功W有=Gh=1500N×2.5m=3750J；
总功为：。
三、解答题
15.【答案】
（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：90N×36cm=F2×3cm；
解得：F2=1080N；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：75N×L1=1080N×3cm；
解得：L1=43.2cm；
那么锤柄至少要加长：43.2cm-36cm=7.2cm。
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。
四、实验探究题
16.【答案】
（1）可以省力，不能改变用力方向
（2）0.2
（3）使用动滑轮匀速提起同一重物，可以省力，测力计与竖直方向夹角越大，拉力也越大
【解析】【分析】（1）根据实验序号1、2、3，比较测力计的示数与物重，从而确定是否能够省力；将直接提升重物与用动滑轮提升重物时的拉力方向比较，从而确定是否能够改变力的方向。
（2）根据公式计算出动滑轮的重力；
（3）分析实验1、4、7中哪些因素相同，哪个因素不同，从而得到测力计的示数与拉力和竖直方向夹角大小的关系。
【解答】（1）根据实验序号1、2、3可知，测力计的示数始终小于物体重力；直接提升物体和使用动滑轮时拉力方向都是向上，那么得到结论：使用动滑轮匀速提起重物可以省力，不能改变用力方向。
（2）根据第1组数据，利用公式得到：
，
解得：G动=0.2N；
（3）实验1、4、7中，动滑轮和重物相同，拉力与竖直方向的夹角越来越大，测力计的示数越来越大，那么得到结论：使用动滑轮匀速提起同一重物，可以省力，测力计与竖直方向夹角越大，拉力也越大。