Question

【題目】隨著人們生活水平的提高，不少居民小區都配備了健身房．小明每個周末回家都會到健身房鍛煉，如圖所示是小明最喜愛的用于鍛煉臂力的健身拉力器結構示意圖．如果小明每次向下拉動拉桿時，拉力為F=250N，在0.4s內使質量為m=20kg的配重塊勻速升高到h=40cm后放手讓其自由落下．不計拉桿和繩的重力，g取10N/kg．求：

（1）小明拉動拉力器的功率P；

（2）小明拉動拉力器過程中克服摩擦所做的功；

（3）在小明鍛煉過程中拉力器的機械效率η．

Answer 1

【答案】（1）小明拉動拉力器的功率250W；

（2）小明拉動拉力器過程中克服摩擦所做的功是20J；

（3）在小明鍛煉過程中拉力器的機械效率是80%．

【解析】

試題分析：（1）首先根據公式W=Fs計算出拉力做的功，根據公式P=計算出功率；

（2）根據總功、有用功、額外功的關系，W額=W總﹣W有用．其中W有用=Gh；

（3）根據η=×100%計算出機械效率．

解：（1）根據題意有：

W總=Fh=250N×40×10﹣2m=100J

P===250W；

（2）W有用=Gh=mgh=20kg×10N/kg×40×10﹣2m=80J

W額=W總﹣W有用=100J﹣80J=20J；

（3）根據題意有：

η=×100%=×100%=80%．

答：（1）小明拉動拉力器的功率250W；

（2）小明拉動拉力器過程中克服摩擦所做的功是20J；

（3）在小明鍛煉過程中拉力器的機械效率是80%．