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=260N，在0.5s 內使質量 m=22kg的配重勻速升高到h=50cm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；
（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．

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖知，上面滑輪都是定滑輪，

繩端移動的距離s=h=50cm=0.5m，

拉力做的功：

W總=Fs=260N×0.5m=130J，

拉動拉力器的功率：

P= = =260W；

（2）解：拉力做的有用功：

W有=Gh=mgh=22kg×10N/kg×0.5m=110J，

拉動拉力器過程中克服摩擦所做的功：

W額=W總﹣W有用=130J﹣110J=20J；

（3）解：此過程中拉力器的機械效率：

η= = ×100%≈84.6%．

【解析】（1）圖中兩個滑輪均為定滑輪，繩端移動的距離和配重上升的高度相同，根據W=Fs求出拉力做的功，根據P= 求出拉動拉力器的功率；（2）知道配重的質量和上升的高度，根據W=Gh=mgh求出有用功，總功和有用功的差值即為克服摩擦所做的功；（3）根據η= ×100%求出此過程中拉力器的機械效率．