Question

随着人们生活水平的提高，不少居民小区都配备了健身房。小明每个周末回家都会到健身房锻炼，如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图。如果小明每次向下拉动拉杆时，拉力为F=250N，在0.4s内使质量为m=20kg的配重块匀速升高到h=40cm后放手让其自由落下。不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg。求：

（1）小明拉动拉力器的功率P；

（2）小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功；

（3）在小明锻炼过程中拉力器的机械效率η。

 

Answer 1

【答案】

（1）250W （2）20J    （3）80%

【解析】（1）小明的拉力大小F="250N" ，0.4s内上升h=40cm则有上升的速度根据功率的计算公式

（2）机械装置使用的为定滑轮，不省力只是改变力的方向，因此拉力

计算出

所以摩擦力做功

(3)提升重物为有用功，克服摩擦力做功为额外功，总功

机械效率

整个解析过程找出摩擦力大小是关键。定滑轮不省力但是拉力大于重力是个线索。