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【题目】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.

【答案】(1)小明拉动拉力器的功率250W;

(2)小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功是20J;

(3)在小明锻炼过程中拉力器的机械效率是80%.

【解析】

试题分析:(1)首先根据公式W=Fs计算出拉力做的功,根据公式P=计算出功率;

(2)根据总功、有用功、额外功的关系,W=W﹣W有用.其中W有用=Gh;

(3)根据η=×100%计算出机械效率.

解:(1)根据题意有:

W=Fh=250N×40×10﹣2m=100J

P===250W;

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

W=W﹣W有用=100J﹣80J=20J;

(3)根据题意有:

η=×100%=×100%=80%.

答:(1)小明拉动拉力器的功率250W;

(2)小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功是20J;

(3)在小明锻炼过程中拉力器的机械效率是80%.

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