Question

（2013?資陽(yáng)）隨著人們生活水平的提高，不少居民小區(qū)都配備了健身房．小明每個(gè)周末回家都會(huì)到健身房鍛煉，如圖所示是小明最喜愛(ài)的用于鍛煉臂力的健身拉力器結(jié)構(gòu)示意圖．如果小明每次向下拉動(dòng)拉桿時(shí)，拉力為F=250N，在0.4s內(nèi)使質(zhì)量為m=20kg的配重塊勻速升高到h=40cm后放手讓其自由落下．不計(jì)拉桿和繩的重力，g取10N/kg．求：
（1）小明拉動(dòng)拉力器的功率P；
（2）小明拉動(dòng)拉力器過(guò)程中克服摩擦所做的功；
（3）在小明鍛煉過(guò)程中拉力器的機(jī)械效率η．

Answer 1

分析：（1）首先根據(jù)公式W=Fs計(jì)算出拉力做的功，根據(jù)公式P=

W

t

計(jì)算出功率；
（2）根據(jù)總功、有用功、額外功的關(guān)系，W_額=W_總-W_有用．其中W_有用=Gh；
（3）根據(jù)η=

W有用

W總

×100%計(jì)算出機(jī)械效率．

解答：解：（1）根據(jù)題意有：
W_總=Fh=250N×40×10^-2m=100J
P=

W

t

=

100J

0.4s

=250W；
（2）W_有用=Gh=mgh=20kg×10N/kg×40×10^-2m=80J
W_額=W_總-W_有用=100J-80J=20J；
（3）根據(jù)題意有：
η=

W有用

W總

×100%=

80J

100J

×100%=80%．
答：（1）小明拉動(dòng)拉力器的功率250W；
（2）小明拉動(dòng)拉力器過(guò)程中克服摩擦所做的功是20J；
（3）在小明鍛煉過(guò)程中拉力器的機(jī)械效率是80%．

點(diǎn)評(píng)：此題通過(guò)對(duì)拉力器做功考查了有關(guān)功、功率、機(jī)械效率的計(jì)算，同時(shí)考查了有用功、額外功和總功的關(guān)系，考查得很全面，是基礎(chǔ)性題目．