Question

8．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

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=$\frac{W}{t}$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=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出此过程中拉力器的机械效率．

解答 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=$\frac{W}{t}$=$\frac{100J}{0.4s}$=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=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{80J}{100J}$×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%．

点评 本题考查了功、功率、机械效率的计算，明确有用功、总功、额外功之间的关系是关键．