Question

13．肥胖可能会引发许多慢性疾病，小华用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼，配重由若干金属块组成，锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量．若他用250N的拉力向下拉动拉杆，使20kg的配重块在2s内匀速升高40cm，不计摩擦、拉杆和绳的重力，g取10N/kg）．
（1）小华锻炼时对配重块所做的功是多少．
（2）此过程中拉力器的机械效率．

Answer 1

分析 （1）知道配重的质量，利用G=mg求配重的重力，W=Gh求小华锻炼时对配重块所做的功；
（2）由图知，使用的是定滑轮，拉力端移动的距离s=h，利用W=Fs求总功，再利用效率公式求拉力器的机械效率．

解答 解：
（1）小华锻炼时对配重块所做的功：
W_有=Gh=mgh=20kg×10N/kg×0.4m=80J；
（2）由图知，两个滑轮均为定滑轮，则拉力端移动的距离s=h=0.4m，
总功：W_总=Fs=250N×0.4m=100J；
拉力器的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{80J}{100J}$×100%=80%．
答：（1）小华锻炼时对配重块所做的功是80J．
（2）此过程中拉力器的机械效率为80%．

点评 本题考查了重力的计算、使用定滑轮有用功、总功、机械效率的计算，利用好定滑轮的特点（s=h）是关键．