3.4简单机械 同步练习（含解析）

简单机械
一、单选题
1.如图所示的杠杆处于平衡状态，若在A处的钩码下再挂一个同样的钩码，要使杠杆重新恢复平衡，则必须(
???)。
A.在B处钩码下再挂一个同样的钩码
B.在B处钩码下再挂一个同样的钩码并向左移动一格
C.在B处钩码下再挂两个同样的钩码并向右移动一格
D.把B处钩码向右移动一格
2.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.?拉力向下移动的速度与配重上升的速度大小相等
C.?沿方向1与2匀速拉动配重提升相同高度，拉力所做的功相等
D.?用该装置提升更重的物体，机械效率不变
3.如图，用刻度均匀的匀质杠杆进行“探究杠杆平衡条件”的实验（每个钩码重0.5牛）。下列说法正确的是（??
）
A.?实验前出现如图所示情况，应将杠杆的平衡螺母向左调
B.?如图，在A、B处各增加一个钩码，杠杆仍然能在水平位置保持平衡
C.?如图，弹簧测力计从a位置转到b，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变大
D.?如图，用弹簧测力计在c点向上拉杠杆，当杠杆在水平位置平衡，其示数小于3牛
4.关于超市手推车（如图为侧视图）下列说法正确的是（??
）
A.?当前轮遇到障碍物A时，需向下压扶把，手推车可以视为以B为支点的杠杆
B.?当后轮遇到障碍物A时，需向上抬扶把，手推车可以视为费力杠杆
C.?货物越靠前（B点)，前轮过障碍物A所需向下压的力越大
D.?货物越靠前（B点），后轮过障碍物A所需向上抬的力越大
5.有关开瓶器的利用说法正确的是（??
）
A.?要打开瓶盖，应该向下用方????????????????????????????????B.?该开瓶器的支点为B点
C.?该开瓶器省距离杠杆???????????????????????????????????????????D.?能否打开瓶盖取决于力和力臂的乘积
6.一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（???
）
A.?有用功减少，总功减少???????????????????????????????????????B.?有用功增加，总功增加
C.?有用功不变，总功不变???????????????????????????????????????D.?有用功不变，总功减少
7.在日常生活中，用10牛的拉力不能提起重15牛的物体的简单机械是(?
）
A.?一个定滑轮??????????????????????????????B.?一个动滑轮??????????????????????????????C.?杠杆??????????????????????????????D.?斜面
8.如图所示的工具中，在使用时属于省力杠杆的是（???
）
A.?镊子
?????????????????????????????????????B.?开瓶器
C.?筷子
??????????????????????????????????????D.?船桨
9.下列四个图中，所作力
F
的力臂
L，正确的是（??
）
A.???????????B.???????????C.???????????D.?
10.如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（??
）
A.??????????????????????????????????????B.?
C.?????????????????????????????????????????????????D.?
11.如图所示，整个装置处于静止状态，弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC
，
以下有关弹簧测力计示数的关系，正确的是（??
）
A.?FA＝FB＝FC?????????????B.?FA＝FB＝3FC???????????????
?????????????C.?2FA＝3FC＝FB?????????????D.?3FA＝6FC＝2FB
12.用一个重为5牛的动滑轮匀速提升重为20牛的货物，使用该装置实际的机械效率可能为(
???)
A.?75%????????????????????????????????????B.?85%????????????????????????????????????C.?80%????????????????????????????????????D.?100%
二、填空题
13.如图所示的滑轮组，在不考虑摩擦的情况下，机械效率可能与________有关。设计一个简单的实验来验证这个想法：某同学认为用滑轮组提升重物时，提升滑轮组所做的功是没有用的，所以，滑轮组的机械效率的高低还可能跟________有关。
14.如图所示的滑轮属于________，它是一个变形的________杠杆，使用它的好处是可以________。若要匀速提起重为50牛的物体G，不计滑轮和绳子之间的摩擦，则拉力F等于________。
三、解答题
15.有一吊车的滑轮结构如图所示，缠绕其上的钢丝绳的最大承受力为1×104牛，请问：此吊车滑轮能否匀速提升重为2.8×104牛的小轿车？
(不计装置本身的重力和摩擦)
四、实验探究题
16.下面是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆平衡条件”的实验。
（1）实验前为方便测量力费，应将杠杆调节到水平位置平衡，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向________（选“左”或“右”）端调节。
（2）调节平衡后，在杠杆B点处挂6个钩码，如图甲所示，则在A点处应挂________个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡。
（3）图乙是小聪利用弹簧测力计做的某次实验情景，已知杠杆每格长5cm,钩码每个重0.5N,请将弹簧测力计的示数填入下表。
实验序号
动力F1/N
动力臂L1／m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
3.8
0.15
3.0
0.10
上述实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是________
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F1L1=F2L2分析。
【解答】设杠杆上每格长为L，每个钩码重力为G。
A.在B处钩码下再挂一个同样的钩码，左边：4G×2L=8Gl；右边：（2G+1G）×3L=9GL，则不能平衡，故A错误；
B.在B处钩码下再挂一个同样的钩码并向左移动一格，左边：4G×2L=8Gl；右边：（2G+1G）×（3L-1L）=6GL，则不能平衡，故B错误；
C.在B处钩码下再挂两个同样的钩码并向右移动一格，左边：4G×2L=8Gl；右边：（2G+2G）×（3L+1L）=16GL，则不能平衡，故C错误；
D.把B处钩码向右移动一格，左边：4G×2L=8Gl；右边：2G×（3L+1L）=8GL，则可以平衡，故D正确。
故选D。
2.【答案】
C
【解析】【分析】（1）根据动滑轮和定滑轮的作用判断；
（2）根据滑轮组的工作特点判断；
（3）根据定滑轮的特点分析两个拉力的大小，再根据W=Fs比较做功的大小；
（4）当提升重物时，可根据公式分析机械效率的变化。
【解答】A.根据图片可知，左边的滑轮为动滑轮，能省力不能改变力的方向；右边的滑轮为定滑轮，不省力当能改变力的方向，故A错误；
B.根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，根据s=nh可知，拉力向下移动的距离等于物体上升高度的2倍。根据可知，拉力向下移动的速度是配重上升速度的2倍，故B错误；
C.定滑轮的本质为等臂杠杆，无论向哪个方向拉动，动力臂始终保持滑轮的半径不变，因此两个拉力相等。因为自由端移动的距离也相等，根据W=Fs可知，沿方向1与2匀速拉动配重提升相同高度，拉力所做的功相等，故C正确；
D.根据可知，使用同一滑轮组，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，故D错误。
故选C。
3.【答案】
C
【解析】【分析】（1）平衡螺母总是向轻的那端调节；
（2）（3）（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】A.根据图片可知，杠杆的右端上翘，即右端轻，因此平衡螺母应该向右调节，故A错误；
B.设钩码重力为G，每格长度为L，左边：4G×2L=8GL；
右边：3G×3L=9GL；
因此杠杆的右端下沉，故B错误；
C.根据图片可知，弹簧测力计从a位置转到b位置时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，弹簧测力计的示数肯定增大，故C正确；
D.根据杠杆的平衡条件得到：（0.5N×3）×6L=F×3L；
解得：F=3N。
故D错误。
故选C。
4.【答案】
C
【解析】【分析】（1）根据使用过程判断支点的位置；
（2）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（3）（4）根据杠杆的平衡条件判断。
【解答】A.当前轮遇到障碍物A时，应该抬起前轮，需向下压扶把，此时C轮不动，因此手推车可以视为以C为支点的杠杆，故A错误；?
B.当后轮遇到障碍物A时，需向上抬扶把，而B轮不动，为支点。此时动力臂大于阻力臂，因此手推车可以视为省力杠杆，故B错误；?
C.前轮过障碍物A时，C点为支点；货物越靠前（B点)，阻力臂越大，根据平衡条件F1L1=F2L2可知，前轮过障碍物A所需向下压的力越大，故C正确；
D.后轮过障碍物时，B点为支点，货物越靠前，阻力臂越小，根据平衡条件F1L1=F2L2可知，后轮过障碍物A所需向上抬的力越小，故D错误。
故选C。
5.【答案】
D
【解析】【分析】根据杠杆的五要素以及平衡条件分析判断。
【解答】使用开瓶器时，C点固定不动为支点，阻力作用在B点，方向向下；动力作用在A点，方向向上。
A.要打开瓶盖，应该向上用力，故A错误；
B.该开瓶器的支点为C点，故B错误；?
C.使用开瓶器时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，但是费距离，故C错误；
D.根据杠杆的平衡条件可知，动力臂×动力>阻力臂×阻力时，能够打开瓶盖，故D正确。
故选D。
6.【答案】
D
【解析】【分析】根据W有=Gh比较有用功的大小，根据公式比较总功的大小。
【解答】同一物体的重力相等，提升相同的高度h，根据公式W有=Gh可知，有用功不变；根据公式可知，当有用功相同时，机械效率与总功成反比。因为滑轮组的机械效率提高了，所以总功减少了，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
7.【答案】
A
【解析】【分析】根据常用简单机械的特点分析即可。
【解答】A.定滑轮不省力不费力，因此提起重15N的物体最少使用15N的拉力，故A符合题意；
B.使用动滑轮时可以省一半的力，那么提起15N的重物，最少使用7.5N拉力，故B不合题意；
C.根据杠杆的平衡条件可知，只要动力臂为阻力臂的1.5倍时，就可以用10N的拉力提起15N的重物，故C不合题意；
D.斜面可以省力，只要斜面足够长，就可以用10N的拉力提起重15N的物体，故D不合题意。
故选A。
8.【答案】
B
【解析】【分析】根据动力臂和阻力臂的长度大小，判断杠杆的分类。
【解答】A.使用镊子时，两个夹片的连接处为支点，阻力作用在尖端，动力作用在夹片的中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A不合题意；
B.使用开瓶器时，上面的尖嘴为支点，阻力作用在下面的尖嘴上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B符合题意；
C.使用筷子时，筷子与虎口接触的位置为支点，阻力作用在尖端，而动力作用在筷子的中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C不合题意；
D.摇桨时，船桨和船帮接触的位置为支点，阻力作用在船桨头上，动力作用在手柄尖端，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D不合题意。
故选B。
9.【答案】
A
【解析】【分析】力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂线段的长度，据此分析判断。
【解答】A.L与动力F的作用线垂直，故A正确；
B.L没有与动力F的作用线垂直，故B错误；
C.L是从动力作用点到动力作用线与支点垂线的距离，而不是从支点O到动力作用线的距离，故C错误；
D.L的起点不是从支点O开始的，肯定不是动力臂，故D错误。
故选A。
10.【答案】
D
【解析】【分析】动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆；动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，据此分析判断。
【解答】A.托盘天平的两个托盘到支点的距离相等，为等臂杠杆，故A不合题意；
B.使用核桃夹时，核桃对杠杆施加阻力，手对杠杆施加动力，支点为转轴处，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不合题意；
C.使用羊角锤时，锤头的弯曲处为支点，钉子对杠杆施加阻力，手对杠杆施加动力，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C不合题意；
D.使用食品夹时，两个夹片相连处为支点，食品施加阻力，手施加动力，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
11.【答案】
D
【解析】【分析】分别对左边的滑轮和右边的滑轮进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出几个拉力之间的关系即可。
【解答】测力计C直接与绳子相连，则绳子上产生的拉力都是FC。
①以左边的滑轮为对象进行分析，它左边受到A测力计的拉力FA
，
右边受到两根绳子的拉力，都是FC。根据二力平衡的知识得到：FA=2FC
，
即3FA=6FC；
②以右边的滑轮为对象进行分析，它左边受到绳子的拉力三个，都是FC
，
右边受到B测力计的拉力FB。根据二力平衡的知识得到：3FC=FB
，
即6FC=2FB。
那么得到：3FA=6FC=2FB。
故选D。
12.【答案】
A
【解析】【分析】当不考虑摩擦、绳重等因素时，可根据公式计算出滑轮组的机械效率。如果一旦考虑其它因素，那么机械效率会更小，据此分析判断。
【解答】当不考虑摩擦、绳重等因素时，
滑轮组的机械效率为：；
如果考虑其它因素，那么机械效率肯定小于80%。
故选A。
二、填空题
13.【答案】
提升的物重；控制其他量不变，改变提升的物重，比较滑轮组的机械效率动滑轮的自重
【解析】【分析】当使用滑轮组提升重物时，如果不考虑摩擦力，那么机械效率
，
据此分析解答。
【解答】（1）如图所示的滑轮组，在不考虑摩擦的情况下，机械效率可能与提升的物重有关。根据控制变量法的要求设计验证实验如下：控制其他量不变，改变提升的物重，比较滑轮组的机械效率的大小变化。
（2）某同学认为用滑轮组提升重物时，提升滑轮组所做的功是没有用的，所以，滑轮组的机械效率的高低还可能跟动滑轮的自重有关。
14.【答案】
定滑轮；等臂；改变力的方向；50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“定滑轮不省力不费力”计算即可。
【解答】（1）根据图片可知，该滑轮不跟随物体一起上下移动，为定滑轮，它是变形的等臂杠杆，使用它的好处是改变力的方向。
（2）若将重为50牛的物体G匀速提起，根据“定滑轮不省力不费力”的规律可知，
则拉力。
三、解答题
15.【答案】
根据图片可知，滑轮组上承担重力的绳子段数n=3，
则钢丝绳上受到的拉力；
则此吊车能够匀速提升这辆小轿车。
【解析】【分析】根据滑轮组的工作特点计算出每根钢丝绳上受到的拉力，然后与最大承受力进行比较即可。
四、实验探究题
16.【答案】
（1）右
（2）4
（3）此时拉力力臂不是A到支点的距离，而是拉力作用线到支点的距离
【解析】【分析】（1）平衡螺母总是向轻的那端调节；
（2）根据杠杆的平衡条件计算；
（3）当拉力的方向与杠杆垂直时，支点到力的作用点之间的杠杆长度正好等于力臂；当拉力的方向与杠杆不垂直时，支点到力的作用点的距离就不再等于力臂，据此分析解答。
【解答】（1）杠杆左端下沉，那么左端重，右端轻，因此平衡螺母应该向右端调节。
（2）设杠杆上每格的长度为L，每个钩码重力为G；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：nG×3L=6G×2L；
解得：n=4.
（3）根据图片可知，上述实验数据不符合杠杆平衡条件，出现问题的原因是：此时拉力力臂不是A到支点的距离，而是拉力作用线到支点的距离。