Question

【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=260N，在0.5s 内使质量 m=22kg的配重匀速升高到h=50cm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；
（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．

Answer 1

【答案】
（1）解：由图知，上面滑轮都是定滑轮，

绳端移动的距离s=h=50cm=0.5m，

拉力做的功：

W总=Fs=260N×0.5m=130J，

拉动拉力器的功率：

P= = =260W；

（2）解：拉力做的有用功：

W有=Gh=mgh=22kg×10N/kg×0.5m=110J，

拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功：

W额=W总﹣W有用=130J﹣110J=20J；

（3）解：此过程中拉力器的机械效率：

η= = ×100%≈84.6%．

【解析】（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．