Question

3．小明健身用的拉力器结构如图所示．他用500N的拉力向下拉动拉杆，使40kg的配重块在 2s内匀速升高40cm．不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg．此过程中小明拉力所做的功是200J，配重块重力做功的功率是80W，拉力器的机械效率是80%．

Answer 1

分析 （1）使用的是定滑轮，拉力移动的距离s=h；拉力所做的功W_总=Fs；
（2）知道配重的质量，利用重力公式求所拉配重块的重力；
求出有用功W_有=Gh和再利用功率公式P=$\frac{{W}_{总}}{t}$求解功率；
（3）再利用效率公式求拉力器的机械效率．

解答 解：（1）拉力做的总功：W_总=Fs=500N×0.4m=200J，
（2）所拉配重块的重力：G=mg=40kg×10N/kg=400N；
有用功：W_有=Gh=400N×0.4m=160J，
重力做功的功率：P=$\frac{{W}_{有用}}{t}$=$\frac{160J}{2s}$=80W；
（3）拉力器的机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{160J}{200J}$×100%=80%．
故答案为：200；80；80．

点评 本题综合了考查了重力、有用功、总功、功率、机械效率的计算，本题关键有二：一是使用定滑轮s=h，二是区分有用功和总功．