第5章 功和简单机械 高频易错题集 （含答案）

华东师大版九年级上学期简单机械与功高频易错题集
1．用如图所示的滑轮组，将5块相同的大理石，分二次从地面匀速提升相同的高度；若每块大理石重为G，第一次运2块，第二次运3块，两次拉力分别为F1、F2效率为η1、η2（小桶、绳重及摩擦均忽略不计），下列选项正确的是（　　）
A．η1＝η2 B．η1＜η2 C．F1＝G D．F2＜1.5G
2．下列关于杠杆五个名词的说法中，正确的是（　　）
A．力臂一定在杠杆上
B．作用在杠杆上的动力、阻力方向一定相反
C．力臂是支点到力的作用点的距离
D．力的作用线通过支点其力臂为0。
3．小梦在探究杠杆平衡条件的实验时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究，如图所示，他这样做的最终目的是（　　）
A．便于正确认识力臂
B．便于测量力臂的大小
C．便于直接读出拉力的大小
D．便于提供不同方向的拉力
4．图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（　　）
A．道钉撬 B．火钳
C．钢丝钳 D．天平
5．下列作图中，错误的是（　　）
A．平面镜成像 B．电磁铁的极性
C．杠杆的力臂 D．水中上浮物体的受力
6．如图所示，用一根细绳将一木条悬挂起来，并在A、B两点分别挂有3个和2个相同的钩码，木条恰好水平平衡。测得A、B两点距悬点O的距离相等。下列说法正确的是（　　）
A．若左右再各加一个相同的钩码，木条仍能水平平衡
B．若左右各去掉一个钩码，木条的左端下沉
C．若将左右两边的钩码均向O点靠近相等的距离（但没有移到O点），木条的左端下沉
D．若将左右两边的钩码均向两端移动相等的距离（但没有脱离木条），木条的右端下沉
7．在处于平衡状态的杠杆上再加一力，杠杆仍处于原平衡状态，则（　　）
A．这力通过支点 B．这力在阻力一侧
C．这力在动力一侧 D．题设条件不可能存在
8．如图所示，用力F拉杠杆的A点使它处在平衡状态。图中F1、F2、F3、F4表示力F的四种不同方向，其中能使杠杆保持平衡的最小拉力为（　　）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
9．用扳手拧生锈的螺母时，工人师傅常在扳手柄上再套一节管子，这样就比较容易地拧下螺母。这是因为（　　）
A．套上的管子较重，可以省些力
B．套上的管子较粗，使用比较方便
C．套上管子后可以用较大的力
D．套上管子后增大了力臂
10．如图所示是小兰同学探究“杠杆平衡条件”的实验装置和操作图，关于此实验下列说法正确的是（　　）
A．若实验前杠杆如图甲所示，则需要将杠杆的平衡螺母向左调节
B．若在乙图中的A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆平衡，则此时杠杆可能是费力杠杆
C．小兰的其中一步实验如图乙所示，则需要在D点挂3个相同的钩码，就可以让杠杆恢复平衡
D．为了保持杠杆在水平位置平衡，在D点施加力的方向由①位置到②位置的过程中，所需施加的拉力大小不变
11．如图所示的滑轮组吊起某一物体，如该物体重是G＝400N，滑轮重、绳子重、摩擦等不计，为了使物体G匀速上升，拉力F＝　 　N，为了使物体在5s钟内上升2m，人需用速度　 　m/s拉动绳子。
12．在如图所示的杠杆中，O是　 　，若F1是动力，则F2是　 　，动力臂是　 　，阻力臂是　 　。
13．如图所示是搬运泥土的独轮车，独轮车属于　 　杠杆（选填“省力”或“费力”）。设车箱和泥土的总重G＝800N，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的大小至少是　 　N。
14．如图所示是划船比赛的场景，运动员向后划水，艇向前运动，这说明了　 　，使赛艇向前运动的力的施力物体是　 　，赛艇的桨是一个　 　杠杆（填“省力”、“费力”或“等臂”）。赛艇运动员用很长的船桨划船，而不用手直接划水。原因是使用船桨能　 　。
15．如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点。在其下端施加一个始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中阻力臂　 　，拉力F　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
16．工人利用图所示的滑轮组在20s内将重400N的物体向上匀速提起2m，所用拉力为250N；求：
（1）物体上升的速度和绳子自由端移动的速度。
（2）若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升，不计绳重和摩擦力，拉力应为多大？
17．请在图丙中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。
18．如图所示是人的前臂，可视为一个杠杆。请在图中适当位置标出支点O，并作出动力F1的示意图。
19．如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时相当于一个　 　（填“省力”或“费力”）杠杆，若箱和物品共重200N，设此时动力臂是阻力臂的5倍，则抬起拉杆的力F为　 　N。
20．如图，杠杆OA在F1、F2两个力作用下平衡，图中已画出了杠杆A端受的力F1．如果虚线OO′是力F2的力臂，请在杠杆上标出F2的作用点B（图上保留应有的作图痕迹），并画出力F2的示意图。
华东师大版九年级上学期简单机械与功高频易错题集
参考答案与试题解析
1．【解答】解：AB、小桶、绳重及摩擦均忽略不计，动滑轮的重一定，将大理石提升相同的高度，由W额＝G动h可知两次所做的额外功相同；第2次提升大理石的总重力大，由W有＝G物h可知第2次所做的有用功多，则第2次有用功在总功中所占的比例更大，所以第2次的机械效率较高，即η1＜η2；故A错误，B正确。
CD、由图可知，作用在动滑轮上绳子的股数为2；
小桶、绳重及摩擦均忽略不计，且每块大理石重为G，由F＝（G物+G动）可得这2次的拉力分别为：
F1＝（2G+G动）＝G+G动＞G，
F2＝（3G+G动）＝1.5G+G动＞1.5G，故CD错误。
故选：B。
2．【解答】解：
A．力臂是从支点到力的作用线的距离，力臂不一定在杠杆上，如图所示：
，故A错误；
B．当支点位于一侧时，动力和阻力的方向相反，当支点位于中间时，动力和阻力方向相同，故B错误；
C．力臂是从支点到力的作用线的距离，就是“点到线”的距离，而不是“点”到“点”的距离，故C错误；
D．当力的作用线通过支点时，力臂为零，故D正确。
故选：D。
3．【解答】解：从支点到力的作用线的距离叫力臂，
在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的，力臂在杠杆上可以直接读出，
当用弹簧测力计拉，若弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会发生变化，相应变短，
根据杠杆的平衡条件，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡，
这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识。
故选：A。
4．【解答】解：A、道钉撬在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B、火钳在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆；
故选：B。
5．【解答】解：
A、由图可知，像物关于平面镜对称，故A正确。
B、根据右手螺旋定则可得，螺线管的右端为N极，左端为S极，故B正确。
C、过支点O分别作力F1和F2作用线的垂线段，即为杠杆的动力臂和阻力臂，故C正确；
D、水中上浮的物体受到重力和浮力的作用，浮力大于重力，因此两条线段不能等长，故D错误。
故选：D。
6．【解答】解：
由题知，A、B两点距悬点O的距离相等，设AO＝BO＝L，两边的力不同，说明杠杆的重心不在O点，因为右边受到的力小于左边受到的力，所以杠杆的重心在O点的右侧。
设杠杆的重心在D点，杠杆自重为G0，一个钩码重为G，如图：
杠杆原来平衡，由杠杆平衡条件可得：F左×L＝F右×L+G0×OD，
即：3G×L＝2G×L+G0×OD，
整理可得：G0×OD＝G×L﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
A、若左右再各加一个相同的钩码，则：
左边力和力臂的乘积为4G×L，
右边力和力臂的乘积为3G×L+G0×DO＝4G×L，
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A正确；
B、左右各去掉一个钩码，
左边力和力臂的乘积为2G×L，
右边力和力臂的乘积为G×L+G0×DO＝2G×L，
可见，左右各去掉一个钩码后两边力和力臂的乘积相等，所以杠杆仍平衡，故B错误；
C、将左右两边的钩码均向O点靠近相等的距离L1后，
左边力和力臂的乘积为3G×（L﹣L1）＝3G×L﹣3G×L1，
右边力和力臂的乘积为2G×（L﹣L1）+G0×DO＝3G×L﹣2G×L1，
可见，将左右两边的钩码均向O点靠近相等的距离L后，两边力和力臂的乘积不相等，且右边力和力臂的乘积大于左边力和力臂的乘积，所以杠杆右端下沉，故C错误；
D、若将左右两边的钩码均向两端移动相等的距离L2后，
左边力和力臂的乘积为3G×（L+L2）＝3G×L+3G×L2，
右边力和力臂的乘积为2G×（L﹣L2）+G0×DO＝3G×L+2G×L2，
可见，将左右两边的钩码均向两端移动相等的距离L后，两边力和力臂的乘积不相等，且右边力和力臂的乘积小于左边力和力臂的乘积，所以杠杆左端下沉，故D错误。
故选：A。
7．【解答】解：当所加力通过支点时，力臂为0，不影响杠杆平衡。
若加在左边或右边，都会使两边的力和力臂的乘积不相等，使杠杆不再平衡
故选：A。
8．【解答】解：在A点施力F，当F的方向与杠杆垂直时动力臂最大，此时最省力，即F2的方向与OA垂直，故F2最小。
故选：B。
9．【解答】解：A、套上的管子，可以省些力，是因为这样动力臂大，而不是因为管子较重，不符合题意，故A错；
B、套上管子去拧，通过增大动力臂而省力，不是为了方便，故B错；
C、套上管子去拧，通过增大动力臂而省力，不是为了用较大的力，不符合题意，故C错；
D、在扳手柄上再套一节管子用力时，阻力和阻力臂不变，但是动力臂增大，根据杠杆的平衡条件可知，这样最省力，符合题意，故D正确。
故选：D。
10．【解答】解：
A、如图甲可知，杠杆左端下沉，则需要将平衡螺母向右调节，故A错误；
B、若在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆平衡，由于没有明确力的方向，动力臂可能小于阻力臂，则此时杠杆可能是费力杠杆，故B正确；
C、左侧力与力臂的乘积3G×4L＝12GL；在D点挂3个相同钩码，右侧力与力臂的乘积3G×3L＝9GL，左右两侧力与力臂的乘积不相等，故杠杆不平衡，故C错误；
D、为了保持杠杆在水平位置平衡，在D点施加力的方向由①位置到②位置的过程中，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知，动力变大，故D错误。
故选：B。
11．【解答】解：
由图可知滑轮组绳子的段数n＝2，
滑轮重、绳子重、摩擦等不计，拉力F＝G物＝×400N＝200N；
物体上升速度为v物＝＝＝0.4m/s，
则拉绳子的速度是v＝nv物＝2×0.4m/s＝0.8m/s。
故答案为：200；0.8。
12．【解答】解：（1）如图所示的杠杆中，在力的作用下，绕着O点转动，所以，O点为支点；
（2）若F1是动力，则F2是阻力；
（3）OA是从支点向阻力作用线所做的垂线，所以它是阻力臂；
（4）OB是从支点向动力作用线所做的垂线，所以它是动力臂。
故答案为：支点；阻力；OB；OA。
13．【解答】解：
独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
由图可知动力作用在A点时，最长力臂是L1＝1.6m，L2＝0.4m。所以，由F×L1＝G×L2得，
F＝＝＝200N。
故答案为：省力；200。
14．【解答】解：
根据物体间的作用是相互的，运动员用力向后划水，运动员给水一个向后的力，水就给赛艇一个向前的力，因此使赛艇向前运动的力的施力物体是水；
通过比较动力臂和阻力臂可看出，动力臂小于阻力臂，因此赛艇的桨是一个费力杠杆；费力杠杆费力，但好处是省距离。
故答案为：力的作用是相互的；水；费力；省距离。
15．【解答】解：将木棒缓慢地由最初位置拉到水平位置的过程中，拉力F始终垂直于棒，则动力臂不变，阻力为杠杆的重力，其大小也不变；
当木棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过一定角度后，重力的力臂（阻力臂）逐渐变大，
因阻力（即重力）不变，阻力臂变大，动力臂不变，
所以，由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可知，动力F变大。
故答案为：变大；变大。
16．【解答】解：
（1）∵t＝20s，h＝2m，
∴物体上升的速度为：V物＝＝＝＝0.1m/s，
动滑轮和物体的重由2股绳子承担着，
则绳子自由端移动的距离为S＝2h＝2×2m＝4m，
∴绳子自由端移动的速度为：V绳＝＝＝0.2m/s。
（2）当提起G1＝400N的物体时，所用拉力为F1＝250N，
由F＝（G物+G动）可得：
动滑轮的重力为：G动＝2F1﹣G1＝2×250N﹣400N＝100N，
当提起G2＝900N的物体时，
所用拉力为F2＝（G2+G动）＝×（900N+100N）＝500N。
答：（1）物体上升的速度为0.1m/s，绳子自由端移动的速度为0.2m/s。
（2）拉力应为500N。
17．【解答】解：对由两个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，这种绕法滑轮组上的滑轮都使用，有四股绳子承担物重；拉力是滑轮组提升物重的四分之一，
二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，最后滑轮组只能使用一个动滑轮和一个定滑轮，有一个动滑轮后没有使用，这种绕法只能有三股绳子承担物重，拉力是滑轮组提升物重的三分之一，根据题意滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多是第一种，即四股绕线的方法。
18．【解答】解：人的前臂相当于一个杠杆，支点就是手臂转动时的固定点，也就是如图所示的位置O；
动力就是肱二头肌收缩时产生的力，就是如图的F1
故答案为：
19．【解答】解：
（1）抬起拉杆的力F为动力，物品的重力为阻力，支点在下面，故动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆；
（2）总重G＝200N，动力臂L1＝5L2，根据杠杆平衡条件：FL1＝GL2可得，抬起杠杆的力为：F＝＝＝40N。
故答案为：省力；40。
20．【解答】解：支点为点O，由于力臂是支点到力的作用线的距离，故过O′作力臂的垂线，交杠杆于B点，即为F2力的作用点，由于F1使杠杆有逆时针转动的趋势，则F2使杠杆有顺时针转动的趋势，所以F2方向向下。见图：