Question

【題目】小明用如圖所示的裝置探究杠桿的機械效率，O為支點．他先將鉤碼懸掛在b點，在a點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，拉力為F1 ， a點上升的高度為h．然后他將鉤碼移至c點，仍在a點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，拉力為F2 ， a點上升的高度仍為h．兩次拉動杠桿所做的總功分別是W總1、W總2 ， 有用功分別是W有1、W有2 ， 機械效率分別是η1、η2 ， 以下分析正確的是（ ）
A.F1＞F2
B.W總1＞W總2
C.W有1=W有2
D.η1＜η2

Answer 1

【答案】D
【解析】解： ABC、先將鉤碼懸掛在b點，在a點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，然后他將鉤碼移至c點，仍在a點豎直向上勻速拉動彈簧測力計到相同高度，如圖所示：
；
由圖可知：鉤碼在b點上升的高度要小于在c點上升的高度；
兩次實驗中都是克服杠桿自身重力做額外功，且杠桿被提升的高度是相同的，故額外功相同；
由于hb＜hc ， 根據W有=Gh可知，在b點提升鉤碼做的有用功要小于在c點的有用功，即W有1＜W有2 ， 故C錯誤；
額外功相同，有用功大的，總功大，故在b點做的總功要小于在c點的總功，即W總1＜W總2 ， 故B錯誤；
兩次實驗中a點上升的高度相同，即拉力端移動的距離s相同；根據W總=Fs可知，s相同，W總越大，F越大，所以F1＜F2 ， 故A錯誤；
D、根據η= = 可知，額外功相同，有用功越大，機械效率越高，即η1＜η2 ， 故D正確．
故選D．
【考點精析】通過靈活運用功的大小比較，掌握功的大小：等于作用力跟物體沿力的方向通過距離的乘積即可以解答此題．