Question

4．健身用的拉力器结构如图所示，在拉杆处用力往下拉，能把配重提起从而达到锻炼身体的作用．（g取10牛/千克）
（1）该拉力器中滑轮A、B的作用是改变拉力方向．
（2）拉力器的配重是由四块金属块组成的，其中四块金属的总质量为20千克，底面积为0.025米²，求如图静置时这四块金属对地面的压强是多少？
（3）小明用250牛的拉力向下拉动拉杆，使配重块匀速升高0.4米，一分钟小明连续做了30次，求小明锻炼时功率为多少？

Answer 1

分析 （1）该拉力器中滑轮A是定滑轮，根据定滑轮不省力能改变力的方向的特点作出判断；
（2）已知金属块的质量，根据G=mg可求出它所受的重力．金属块对地面的压力等于金属块的重力，根据公式p=$\frac{F}{S}$可求对地面的压强；
（3）已知拉力250N，绳子自由端移动的距离等于配重块上升的高度0.4m，根据W=FS可求出做一次拉力做的功，然后求出共计做了30次所做的功，又知时间，根据P=$\frac{W}{t}$可求出拉力的功率

解答 解：（1）该拉力器中滑轮A、B都是定滑轮，定滑轮能改变力的方向，
向上提重物通过定滑轮改变力方向，向下拉绳子即可把重物提上去．
（2）金属块对水平地面的压力：
F=G=mg=20kg×10N/kg=200N，
金属块对地面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{200N}{0.025{m}^{2}}$=8000Pa；
（3）拉动拉杆一次做功：
W=Fs=250N×0.4m=100J，
则做了30次所做的功：
W_总=W×30=100J×30=3000J，
功率P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{3000J}{60s}$=50W．
答：（1）改变拉力方向．
（2）这四块金属对地面的压强是8000Pa；
（3）小明锻炼时功率为50W．

点评 本题考查了功和功率的计算，定滑轮的识别及工作特点．属于基本内容，比较简单，只要记住公式W=Fs和P=$\frac{W}{t}$可以解题．