Question

（2012?梧州）小明健身用的拉力器结构如图所示．他用300N的拉力向下匀速拉动拉杆，使体积为3×10^-3m³、质量为24kg的配重块在2s内升高40cm． g取10N/kg．求：
（1）配重块的重力；
（2）配重块的密度；
（3）此过程中拉力器的机械效率．

Answer 1

分析：（1）已知质量，利用G=mg计算质量；
（2）已知质量和体积，利用ρ=

m

V

计算密度；
（3）使用的是定滑轮，拉力移动的距离s=h，求出有用功和总功，再利用效率公式求拉力器的机械效率．

解答：解：（1）根据G=mg，
故所拉配重块的重力：
G=mg=24kg×10N/kg=240N；
（2）根据ρ=

m

V

，
故配重块的密度：ρ=

m

V

=

24kg

3×10-3m3

=8×10³kg/m³；
（3）①根据W=Fs，
故拉力做的总功：
W_总=Fs=300N×0.4m=120J，
②根据W=Gh，
故拉力做的有用功：
W_有用=Gh=240N×0.4m=96J，
③根据η=

W有用

W总

，
故拉力器的机械效率：
η=

W有用

W总

×100%=

96J

120J

×100%=80%．
答：（1）配重块的重力240N；
（2）配重块的密度8×10³kg/m³；
（3）此过程中拉力器的机械效率80%．

点评：本题综合了考查了重力、密度、有用功、总功、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．