Question

【题目】林丹最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图如图所示，他用250N的拉力向下拉动杠杆，使20kg的配重块在0.4s内匀速升高了40cm，脱不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg，求：

（1）林丹拉动拉力器的功率．

（2）林丹拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功．

（3）在此过程中拉力器的机械效率．

Answer 1

【答案】（1）林丹拉动拉力器的功率为250W；

（2）林丹拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功为20J；

（3）在此过程中拉力器的机械效率为80%

【解析】

试题分析：（1）图中两个滑轮均为定滑轮，绳端移动的距离和配重上升的高度相同，根据W=Fs求出拉力做的功，根据P=求出拉动拉力器的功率；

（2）知道配重的质量和上升的高度，根据W=Gh=mgh求出有用功，总功和有用功的差值即为克服摩擦所做的功；

（3）根据η=×100%求出此过程中拉力器的机械效率．

解：（1）拉力做的功：

W总=Fs=Fh=250N×40×10﹣2m=100J，

拉动拉力器的功率：

P===250W；

（2）拉力做的有用功：

W有=Gh=mgh=20kg×10N/kg×40×10﹣2m=80J，

拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功：

W额=W总﹣W有用=100J﹣80J=20J；

（3）此过程中拉力器的机械效率：

η=×100%=×100%=80%．

答：（1）林丹拉动拉力器的功率为250W；

（2）林丹拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功为20J；

（3）在此过程中拉力器的机械效率为80%．