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第十二章简单机械练习题
一、单选题
1．如图所示，已知F=20N，若不计动滑轮重力和摩擦，提起的重物G为（　　）
A．10N B．20N C．40N D．60N
2．在图中，物体A的重力为G，在拉力F的作用下，物体沿水平桌面做匀速直线运动，已知物体受到的摩擦力为f，则人对绳的拉力F的大小等于（　　）
A．0.5G B．2G C．0.5f D．2f
3．如图所示，沙桶通过定滑轮与水平桌面上的物块A相连，当沙桶重力为5N时，物块A向左做匀速直线运动，不计绳重及滑轮和轴之间的摩擦，下列正确的是（　　）
A．实验中，使用定滑轮是为了省力
B．在物块A上加砝码，物块A受到的摩擦力不变
C．当沙桶落地后，由于惯性物块A会继续向左运动
D．向沙桶中加入沙时，物块A受到的摩擦力大于5N
4．如图所示是《天工开物》中古人用脚踏碓（duì）舂米（将稻米去皮）的情景。脚踏碓是用柱子架起一根木杠，木杠绕着O点能够上、下转动，杠的前端装有锥形石头，不断用脚踩踏木杠后端，就可以舂米。下列分析正确的是（　　）
A．脚踏碓相当于省力杠杆 B．石头重力做的功是额外功
C．使用这种杠杆可以省功 D．人对碓做的功是总功
5．如图所示，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体的重力为G。在不计摩擦的情况下，将物体匀速向上提起时（　　）
A．F1＜F2
B．F2＝G
C．F1的力臂为OA
D．在F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍
6．如图所示，物体B放在水平桌面上，物体A通过滑轮组拉着物体B，此时物体B保持静止状态。当用竖直向下2N的力F1拉重为1N的物体A时，能使物体B以0.6m/s的速度匀速向右运动，若只用水平向左的力F2拉物体B时，能使物体A以0.3m/s速度匀速上升，不计滑轮重、绳重及滑轮间的摩擦，下列判断正确的是（　　）
A．物体B受到的摩擦力为6N B．拉力F2大小为10N
C．拉力F2的功率为1.8W D．拉力F1的功率为3.6W
7．如图，A物体重力为100N，B物体重力为30N，此时A物体恰好向右做匀速直线运动，A物体受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍，下列说法正确的是（不计绳重和摩擦）（　　）
A．A受到的绳子的拉力为30N
B．若将A匀速向左拉动，则需要给A施加一个水平向左的20N的拉力
C．若将B的重力增加一倍，则A受到的摩擦力也增加一倍
D．动滑轮的重力为10N
8．用如图所示的滑轮组拉动重300N的箱子，以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，箱子与地面间的摩擦力为自身重力的0.2倍，滑轮组的机械效率为75%，下列说法正确的是（　　）
A．拉力F为80N B．10s内绳子自由端移动2m
C．3s内物体重力做功180J D．拉力F的功率为16W
9．在杠杆两端各悬挂一个体积相同的铅球和铜球处于平衡状态，现将两球同时浸没在水中（如图所示），则杠杆（ρ铅>ρ铜）（　　）
A．静止不动 B．顺时针转动
C．逆时针转动 D．支点受到的压力变大
10．两个人共同搬一个50千克质量分布均匀的木箱上楼梯，如图所示。木箱长1.25米，高0.5米；楼梯和地面成45°，而且木箱与楼梯平行。如果两人手的用力方向都是竖直向上的，那么在下面的人对木箱施加的力与上面的人对木箱施加的力的比值是（ ）
A． B． C． D．
二、填空题
11．搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受的总重力G＝900N，独轮车的有关尺寸如图所示，则人施加竖直向上的动力使车水平方向静止时，动力臂长度为 m，动力F的大小为 N；为了让施加的动力F变小，可以采取的办法是 。
12．如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，AB=0.1米，OB=0.2米，A点处挂一个重力为20牛的物体G，B点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F大小为 牛，此杠杆属于 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），当力方向与杠杠不垂直时，力F的大小 变大（选填“一定”、“可能”），理由是 。
13．如图甲所示，长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上有一光滑滑环，用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动，使杆保持水平状态，测力计示数F与滑环离开O点的距离s的关系如图乙所示，则杠杆的重力为 N，滑环的重力为 N。
14．如图所示，重为15牛的物体挂在B处，O为轻质杠杆的支点，要想使杠杆保持水平平衡，若在F处施加的最小的力是 牛，方向 ；若在H处施加3牛的力，此时，杠杆 保持水平平衡（选填“一定”、“可能”或“一定不”）。
15．哑铃是我们大家都熟悉的运动器材，因其操作简单、经济实惠、实用而受大健身爱好者的喜爱。如图是我们在使用哑铃时，上臂完成托举的示意图，据图回答：
若把上臂举哑铃时看作一个杠杆，则此杠杆是 （填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。在上举的过程中，阻力臂逐渐 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
16．如图所示，物体重为600N，拉绳所需的力为60N，物体匀速向右移动了10m，若不计滑轮重和绳与滑轮间的摩擦，则物体与地面间的滑动摩擦力 N，拉绳的力做功是 J。
17．如图，将一个重4.5N的物体沿斜面匀速拉到高处，在物体上升0.4m的过程中，物体沿斜面运动了1.2m，斜面对物体的摩擦力为0.3N。在此过程中，克服重力所做的有用功为 J，机械效率为 （百分号前保留整数），沿斜面向上的拉力 0.3N（选填：“大于”、“小于”或“等于”）。
三、实验题
18．如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如下表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大）

实验次数 钩码重力G/N 提升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
（1）在实验中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计；
（2）第一次实验中，如图所示，弹簧测力计的示数是 N，机械效率是 （精确到0.1%）；
（3）由1、2两次实验数据可得出结论： ；
（4）由 两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低；
（5）在第三次实验操作的基础上，如图丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将 。（选填“偏高”“偏低”或“不变”）

四、计算题
19．建筑工人用如图甲所示的滑轮组匀速提升建材，每次运送量不定，滑轮组的机械效率η随物重G的变化图像如图乙所示。忽略绳重、吊篮重及摩擦。求
（1）动滑轮的自重；
（2）当滑轮组的机械效率为75%时，提升的物重是多少？
试卷第1页，共3页
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1．C
【详解】由图可知，承担重物的绳子股数n=2，不计动滑轮重力和摩擦，绳端的拉力，则提起的重物的重力为
G=nF=2×20N=40N
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2．C
【详解】当在水平方向使用动滑轮时，拉力所要克服的是摩擦力。绳子对A的拉力就等于A所受到的摩擦力，作用在动滑轮上的绳子有2段，则
得
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
3．C
【详解】A．使用定滑轮可以改变力的方向，不能省力，故A错误；
B．在物块A上加砝码，由于物块A对桌面的压力变大，所以物块A受到的滑动摩擦力变大，故B错误；
C．当沙桶落地后，物块A由于具有惯性，会继续向左运动，故C正确；
D．向沙桶中加入沙时，由于物块A对桌面的压力大小和接触面的粗糙程度都不变，所以物块A受到的滑动摩擦力不变，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】A．用脚踏碓舂米过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误；
B．用脚踏碓舂米过程中，克服石头重力做的功对人们来说是有用的，属于有用功，故B错误；
C．根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故C错误；
D．用脚踏碓舂米过程中，克服石头重力做的功是有用的，克服木杠重和摩擦做的功是额外功，因此人对碓做的功是总功，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】A．由图可知，在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，F1的力臂要小于F2的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，动力越大，即
故A不符合题意；
B．在不计摩擦的情况下，用F2提升物体时，动力臂是阻力的2倍，则
故B不符合题意；
C．由图可知，连接OA的直线与F1的力的作用线不垂直，根据力臂定义可知，OA不是F1的力臂，故C不符合题意；
D．根据动滑轮的特点可知，绳子自由端移动的距离是物体上升高度的2倍，故D符合题意。
故选D。
6．D
【详解】A．由图可知，n=3，当B水平匀速向右运动时，B所受的摩擦力等于A的重力与F1之和的3倍，即
f=3(F1+GA)=3×(2N+1N)=9N
故A错误；
B．水平向左拉物体B时，由平衡条件得
F2=3GA+f=3×1N+9N=12N
故B错误；
C．水平向左拉物体时，B的移动速度为
vB===0.1m/s
拉力F2功率为
P2=F2×vB=12N×0.1m/s=12W
故C错误；
D．用力F1竖直向下拉物体A时，拉力F1的功率
P1=F1v=2N×3×0.6m/s=3.6W
故D正确。
故选D。
7．D
【详解】A．A处于匀速直线运动状态，受到的拉力和摩擦力是平衡力，受到的绳子的拉力
F=f=0.2×100N=20N
故A错误；
B．若把A匀速向左拉动，A受到向左的拉力和向右的拉力、摩擦力作用，由于A匀速运动，故向左的拉力等于向右的作用力的合力；又因为接触面的粗糙程度和压力均不变，故摩擦力不变，则拉力为
F拉=f+F=20N+20N=40N
故B错误。
C．若把B的重增加一倍，但A与地面的粗糙程度不变，压力也不变，因此A受到的摩擦力也不会改变，故C错误；
D．由可得，动滑轮的重力
G动=2F-GB=2×20N-30N=10N
故D正确。
故选D。
8．D
【详解】A．物体所受摩擦力为
由图可知，相当于两段绳子拉着物体，又由于物体匀速运动，绳子拉物体的拉力等于摩擦力，则有
所以拉力为
故A错误；
B．绳端移动的距离为
故B错误；
C．重力方向竖直向下，在力的方向上，物体没有移动，故重力不做功，故C错误；
D．绳子端移动速度为
拉力功率为
故D正确。
故选D。
9．C
【详解】因铅球和铜球体积相同，ρ铅>ρ铜，由m=ρV可知，m铅>m铜，则
G铅>G铜
由杠杆平衡条件可知
G铅×L1=G铜×L2
并且
L1＜L2
将两球同时浸没在水中，由F浮=ρ水gV排可知，两球受到的浮力相等；由杠杆平衡条件可得，左边
（G铅﹣F浮）L1=G铅×L1﹣F浮L1
右边
（G铜﹣F浮）L2=G铜×L2﹣F浮L2
因为L1＜L2，所以
G铅×L1﹣F浮L1>G铜×L2﹣F浮L2
故左端下沉，即杠杆逆时针转动，故C选项正确。
故选C。
10．B
【详解】如图，木箱质量均匀，故其重心在几何中心，标为G，则此题变为一个杠杆问题，如下图：
下面的人抬箱子时，支点在上面的人手B处，动力臂为BF，阻力臂为BH，根据杠杆的平衡条件可得
F1×BF＝G×BH
上面的人抬箱子时，支点在下面的人手A处，动力臂为AC，阻力臂为AD，根据杠杆的平衡条件可得
F2×AC＝G×AD
因为AC＝BF，BH＝CD，所以两个力的比值为。
由题得∠BAC＝45度，则
所以木箱为一个矩形，故对角线长为
解得，所以
所以
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
11． 1.2 300 将手向后移动
【详解】[1][2]由图知，动力F的动力臂
阻力G的力臂，根据杠杆平衡条件得
解得
F＝300N
[3]在阻力、阻力臂不变时，工人师傅可以将手向后移动，以增大动力臂，可以省力。
12． 30 费力 一定 阻力与阻力臂的大小均不变，动力臂变小，则动力变大
【详解】[1]根据题意，由杠杆的平衡条件知道
F×OB=G×OA
即
F×0.2m=20N×（0.2 m+0.1m ）
解得力F大小为F=30N。
[2]由于动力大于阻力，所以这是一个费力杠杆。
[3][4]当力方向与杠杠不垂直时，由图知道，F的力臂减小，而G×OA乘积保持不变，故由杠杆的平衡条件知道，力F的大小一定变大。
13． 100 50
【详解】[1] [2] 由图甲可知，金属杆是粗细均匀的一只杠杆，重心在杠杆的中点，当s1m时，动力臂是阻力臂的二倍；
由图乙可知，此时的动力F=100N，根据F1L1=F2L2可知
（F-G滑）L1=GL2
即
100N-G滑=G-------①
根据图乙可知，s=0.1m时，F′=550N，L1=0.1m，L2=0.5m
根据F1L1=F2L2可知
（F′-G滑）L1′=GL2
即
550N-G滑=5G-------②
联立①②可得
G滑=50N，G=100N
14． 5 竖直向上 一定不
【详解】[1][2]由图可知，阻力臂为
动力臂为
当动力的方向垂直于杠杆OA向上时(即竖直向上)，动力臂最长，动力最小；根据杠杆平衡条件可知，最小动力为
[3]在H处提升物体的最小力为
若在H处施加3牛的力，此时杠杆一定不会保持水平衡。
15． 费力 减小
【详解】[1]支点在O点，做出杠杆所受的力及对应的力臂，如下图：
由图可知，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，为费力杠杆；
[2]在上举的过程中，阻力臂逐渐减小。
16． 120 1200
【详解】[1]由图可知，绳子自由端的拉力为F，设动滑轮作用在物体上的拉力为，不计滑轮重和绳与滑轮间的摩擦，由
可得
因为物体匀速向右运动，故物体与地面间的滑动摩擦力f与动滑轮作用在物体上的拉力为平衡力，即
[2]物体匀速向右移动了10m，绳子自由端移动的距离
拉绳的力做功
17． 1.8 83% 大于
【详解】[1]克服重力所做的有用功为
[2] 拉力做的总功为
机械效率为
[3]拉力F的大小为
故沿斜面向上的拉力大于0.3N。
18． 缓慢匀速 1.8 74.1% 见解析 2、3 偏低
【详解】（1）[1]在实验中，测量绳端拉力F时，应在竖直向上方向上匀速拉动使物体匀速上升，物体处于平衡状态，此时弹簧测力示数等于拉力大小。
（2）[2]由图可知，弹簧测力计最小分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为1.8N。
[3]分析第1次实验中数据可知，根据可得，机械效率为
（3）[4]由控制变量法可知，比较第1、2次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，重物越重，机械效率越高。
（4）[5]比较第2、3次实验数据可得出结论：滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关，在提起的物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低。
（5）[6]由图丁可知，拉力F沿斜向上方向拉动时，拉力的力臂变短，省力变小，与丙相比需要更大的拉力才能拉动物体上升，因此总功更大，因有用功不变，根据可得，机械效率偏小。
19．（1）100N；（2）300N
【详解】解：（1）忽略绳重、吊篮重及摩擦，由图像可知，当η= 60%，重物G=150N，因为
所以
解得G动= 100N。
（2）当η'= 75%时，滑轮组的机械效率
即
75%=
解得G'= 300N。
答：（1）动滑轮的自重是100N；
（2）当滑轮组的机械效率为75%时，提升的物重是300N。
答案第1页，共2页
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