3.4简单机械 同步练习（含解析）

简单机械
一、单选题
1.用滑轮组提起重物时，下列措施中可以提高它的机械效率的是(??
?)。
A.增加动滑轮个数
B.加快提升的速度
C.加大重物的质量
D.加增提升的高度
2.以下是用开瓶器打开汽水瓶盖时的杠杆示意图，其中正确的是(??
?)。
A.B.C.D.
3.下列四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（
???）
A.修树剪刀
B.核桃夹子
C.取碗夹子
D.动滑轮
4.如图所示，夹食物时两根筷子都可以看作杠杆，能正确表示其中一根杠杆的支点O、杠杆受到的动力F1和阻力F2的是（???
）
A.???????????????????B.???????????????????C.???????????????????D.?
5.如图所示，AO为一根可绕O点转动的均匀硬棒，棒重为G，在A端始终施加水平力F，使棒从图示位置缓慢提起至虚线位置的过程中(
???)
A.?F的力臂变小，F的大小变大????????????????????????????????B.?F的力臂变大，F的大小变小
C.?重力G与它的力臂乘积保持不变??????????????????????????D.?拉力F与它的力臂乘积变大
6.皮划艇是我国奥运优势项目之一，如图所示，比赛中运动员一手撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用力划浆。下列说法正确的是（???
）
A.?该杠杆是省力杠杆??????????????????????????????????????????????B.?为更省力，可将用力划浆的手远离支点
C.?为更省距离，可将用力划浆的手远离支点???????????D.?只要技巧到位，既能省力又能省距离
7.人体内的杠杆大多是由肌肉和骨骼组成的。下列图中属于省力杠杆的是（???
）
A.?咬东西
???????????????????????????????????????B.?抬起手臂
C.?掂起脚尖???????????????????????????????????????D.?抬起头
8.如图各装置中，每只滑轮质量均相同。用它们提起相同的重物，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（???
）
A.?使用甲滑轮与使用乙滑轮省的力一样多???????????????B.?使用丙滑轮组与使用丁滑轮组省的力一样多
C.?使用甲滑轮和使用丁滑轮组费的距离一样多????????D.?四个简单机械中，丙滑轮组的机械效率最小
9.如图所示，一根木棒
AB
在
O
点被悬挂起来，AO=OC，在
A、C
两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于平衡状态。如在木棒的
A、C
点各增加一个同样的钩码，则木棒?
(????????
)
A.?绕
O
点顺时针方向转动??????????????????????????????????????B.?绕O
点逆时针方向转动
C.?平衡可能被破坏，转动方向不定?????????????????????????D.?仍能保持平衡状态
10.如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面。则（??
）
A.?F甲＞F乙
，
因为甲方法的动力臂长?????????????????????B.?F甲＜F乙
，
因为乙方法的阻力臂长
C.?F甲＞F乙
，
因为乙方法时阻力臂短?????????????????????D.?F甲=F乙
，
因为动力臂都是阻力臂的2倍
11.下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（??
）
A.?指甲剪是省力省功的机械????????????????????????????????????B.?定滑轮不省力，但能改变力的方向
C.?滑轮组既省力，又省距离，还省功??????????????????????D.?斜面的机械效率可以达到100%
12.如图所示的剪刀剪纸时的机械效率为80%，这表示（??
）
A.?若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8N
B.?若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8N
C.?若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J的功用于剪纸
D.?若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸
二、填空题
13.某人用一个动滑轮把一袋1000牛的沙子匀速提到9米高的脚手架上，所用拉力为600牛，历时20秒，该过程中他所做的有用功为________，总功为________?，该装置的机械效率为________。
14.如图所示的滑轮属于________，它是一个________的杠杆，使用它的好处是可以________。若将重为50牛的物体G匀速提起，不计滑轮重以及滑轮与绳子之间的摩擦，则拉力F等于________。
三、解答题
15.如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机，如果A处螺钉松脱，则支架会绕C点倾翻。已知AB长40厘米，AC长30厘米。室外机的重力为300牛，正好处在AB中点。
（1）A处螺钉的水平拉力为多少牛？
(支架重力不计)
（2）为了安全起见，室外机AB要尽量靠墙，以减小A处所承受的拉力，请说明原因。
四、实验探究题
16.在“探究动滑轮工作时的特点”活动中，小科用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下。
实验序号
钩码重G/N
钩码上升高度h/cm
拉力F/N
绳端移动的距离s/cm
①
1.0
10
1.1
20
②
2.0
10
1.7
20
③
3.0
10
2.3
20
（1）分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是________。
（2）小科进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮
，
根据表格中的数据，发现重物的重力越大，差值
△W________（选“越大”、“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释：________。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
C
【解析】【分析】根据滑轮组机械效率的影响因素分析判断。
【解答】使用滑轮组提升重物时，克服物体的重力做有用功，克服摩擦、绳重和动滑轮的重力做额外功。那么提高滑轮组机械效率的方法，包括：①减小动滑轮的重力；②减小摩擦；③减小绳重；④增大物体的重力，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
2.【答案】
C
【解析】【分析】根据杠杆的使用过程判断。
【解答】如图所示，开瓶器的上口为支点，阻力作用在下口，方向向下；动力作用在手柄末端，方向向上，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
3.【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】A.使用修树剪刀，中间的转轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A不合题意；?
B.使用核桃夹子时，两个夹片相连的位置为支点，阻力作用在弯曲的夹口处，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不合题意；
C.使用取碗夹子时，夹钩相连的位置为支点，阻力作用在夹钩的尖端，动力作用在中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C符合题意；
D.使用动滑轮时，绳子与滑轮接触的一侧为支点，阻力臂为滑轮的半径，动力臂为滑轮的直径，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不合题意。
故选C。?
4.【答案】
D
【解析】【分析】先确定支点的位置，然后根据动力和阻力的方向判断
【解答】观察使用筷子的过程示意图，
O点为支点，手指作用的方向向下，即动力F1向下。物体作用在筷子上的力向上，即阻力F2向上。故D正确，ABC错误。
故答案为：D
5.【答案】
B
【解析】【分析】力臂是从从支点到力的作用线的距离，运用杠杆的平衡条件FL=GL′分析动力的大小变化。
【解答】在棒的一端始终施加水平力F，将棒从图示位置缓慢提起至虚线位置的过程中，根据力臂的定义可知，F的力臂变大，重力G的力臂减小；根据杠杆的平衡条件FL=GL'可知，重力不变，重力的力臂减小，则重力与重力的力臂的乘积减小，动力臂变大，故动力F减小，故B正确，ACD错误。
故选B。
6.【答案】
B
【解析】【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（4）根据功的原理分析。
【解答】A.根据图片可知，桨柄末端的手为支点，阻力作用在船桨的尖端，动力作用在另一支手上，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A错误；
B.根据F1L1=F2L2可知，要更省力，就要增大动力臂L1
，
那么用力的中间那只手应该远离支点，故B正确；
C.根据F1L1=F2L2可知，要更距离，就要减小动力臂L1
，
那么用力的中间那只手应该靠近支点，故C正确；
D.无论技巧有多到位，要么省距离费力，要么省力费距离，绝对不能既省距离又省力，故D错误。
故选B。
7.【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】A.咬东西时，
动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A不合题意；
B.抬起手臂时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B不合题意；?
C.掂起脚尖时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C符合题意；
D.抬起头时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D不合题意。
故选C。?
8.【答案】
C
【解析】【分析】（1）（2）根据公式比较绳子自由端拉力的大小；
（3）根据s=nh比较自由端移动距离的大小关系；
（4）根据比较滑轮组机械效率的大小。
【解答】A.甲为动滑轮，那么拉力；
乙为定滑轮，那么拉力：；
因为G动≠G，所以二者不相等，故A错误；
B.丙图中，拉力；
定图中，拉力：；
所以二者不相等，故B错误；
C.使用甲滑轮时，s甲=2h；
使用丁滑轮组时，s丁=2h；
故C正确；
D.根据可知，甲、丙、丁的机械效率相等；乙中，没有定滑轮，几乎不做额外功，所以机械效率最高，故D错误。
故选C。
9.【答案】
D
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件分析判断即可。
【解答】由题知，AO=OC，两边的力不同，说明杠杆的重心不在O点，
因为右边受到的力大于左边受到的力，所以杠杆的重心在O点的左侧。
设杠杆的重心在D，一个钩码重为G，如图：
由题意：杠杆原来平衡，则F左×AO+G0×OD=F右×CO，
2G×AO+G0×OD=3G×CO，
则：G0×OD=G×CO=G×AO。
再各加一个钩码后：
左边力和力臂的乘积为：3G×AO+G0×OD=3G×AO+G×AO=4G×AO，
右边力和力臂的乘积为：4G×CO=4G×CO，
可见，增加钩码后两边力和力臂的乘积相等，所以杠杆仍平衡。
故选D。
10.【答案】
D
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件分析比较。
【解答】左图：将水泥板里侧的边看做支点，此时动力臂等于水泥板的宽a；水泥板的重力为阻力，作用在水泥板的中心，那么阻力臂等于宽的一半，即。
根据杠杆的平衡条件得到：F甲×a=G×；
解得：F甲=；
右图：将水泥板左侧的边看做支点，此时动力臂等于水泥板的长L；水泥板的重力为阻力，作用在水泥板的中心，那么阻力臂等于长的一半，即。
根据杠杆的平衡条件得到：F乙×L=G×；
解得：F乙=；
因此F甲=F乙
，
因为动力臂是阻力臂的2倍。
故选D。
?
11.【答案】
B
【解析】【分析】（1）根据功的原理判断；
（2）根据定滑轮的特点分析；
（3）根据功的原理分析；
（4）注意物体运动过程中要受到摩擦力。
【解答】A.根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，因此指甲剪只能省力不能省功，故A错误；
B.定滑轮不省力不费力，但是能改变力的方向，故B正确；
C.使用滑轮组不能省功，要么省力费距离，要么费力省距离，故C错误；
D.使用斜面肯定要克服摩擦做额外功，因此机械效率肯定小于100%，故D错误。
故选B。
12.【答案】
D
【解析】【分析】根据机械效率的定义分析。
【解答】机械所做的有用功与总功的比值叫做机械效率；在使用剪刀时，作用在手柄上的力做总功，对纸片做有用功。如果作用在剪刀上的动力做功1J，那么作用在纸片上的有用功为：
，
故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
二、填空题
13.【答案】
9000焦；10800焦；83.3%
【解析】【分析】根据W有=Gh计算有用功，根据W=Fs计算总功，最后根据计算出机械效率。
【解答】该过程中他所做的有用功为W有=Gh=1000N×9m=9000J；
自由端绳子移动的距离s=nh=2×9m=18m；
则总功为：W=Fs=600N×18m=10800J；
则该装置的机械效率。
14.【答案】
动滑轮；动力臂是阻力臂的2倍；省一半力；25牛
【解析】【分析】（1）不随物体一起移动的滑轮叫定滑轮，本质是一个等臂杠杆；跟随物体一起移动的滑轮叫动滑轮，本质是一个省力杠杆。
（2）根据“动滑轮省一半的力”计算即可。
【解答】（1）根据图片可知，该滑轮跟随物体一起上下移动，为动滑轮，它是一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆，使用它的好处是可以省力。
（2）若将重为50牛的物体G匀速提起，不计滑轮重以及滑轮与绳子之间的摩擦，则拉力。
三、解答题
15.【答案】
（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：300N×=F×0.3m；
解得：F=200N。
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×AC=G×L2
，
那么在阻力和动力臂一定的情况下，减小阻力臂，从而减小A处的拉力。
【解析】【分析】（1）根据图片可知，可将C点看作支点，室外机的重力相当于阻力F2
，
阻力臂为AB的一半；A点螺钉的水平拉力相当于动力F1
，
动力臂为AC，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可。
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可。
四、实验探究题
16.【答案】
（1）动滑轮有重力
（2）越大；所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多
【解析】【分析】（1）因为动滑轮有重力，所以拉力等于动滑轮和物体的总重力的一半，自然大于物体重力的一半；
（2）在使用滑轮组提升重物时，对动滑轮的重力和摩擦力做额外功。物体的重力越大，摩擦力越大，所做的额外功越多，自然差值越大，据此分析解答。
?
【解答】（1）分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是动滑轮有重力。
（2）小科进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮
，
根据表格中的数据，发现重物的重力越大，差值△W越大，解释：所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。
?