Question

3．肥胖可能会引发许多慢行疾病，某人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（每块质量为10kg）组成，锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量．（杆重、绳重、摩擦均不计，g取10N/Kg）
（1）拉力器上的滑轮均属于定（选填“定”或“动”）滑轮．
（2）若该人的质量为85kg，他一次最多能拉起8块金属块．
（3）当他选择6块金属块时，把拉杆向下拉动0.5米，若累积拉动100次，拉力共做了多少功？假设脂肪氧化释放的能量10%用于拉力做功，则相当于消耗多少克脂肪？（已知1克脂肪在体内完全氧化约释放37.5千焦的能量）

Answer 1

分析 （1）不随物体运动的滑轮是定滑轮，随物体运动的滑轮是定滑轮，根据图示判断滑轮的类型．
（2）定滑轮可以改变力的方向但不能改变力的大小，人拉起的物重应小于人的重力．
（3）根据功的计算公式求出人的拉力做的功，然后求出消耗的脂肪．

解答 解：（1）由图示可知，滑轮均静止不动，所有的滑轮都是定滑轮．
（2）人的质量为85kg，人的体重：G=mg=85kg×10N/kg=850N，
每个金属块的重力为：G_金属块=10kg×10N/kg=100N，
$\frac{G}{{G}_{金属块}}$=$\frac{850N}{100N}$=8.5，则人最多能拉力其8块金属块；
（3）由平衡条件可知，拉力：F=mg=60kg×10N/kg=600N，
人的拉力做功：W=Fs=600N×0.5m×100=3×10⁴J，
消耗脂肪的质量：m_脂肪=$\frac{3×1{0}^{4}J}{37.5×1{0}^{3}J/g×10%}$=8g；
故答案为：（1）定；（2）8；（3）拉力共做功3×10⁴J，相当于消耗8克脂肪．

点评 人通过定滑轮拉起重物时，所拉重物的重力应小于等于人的重力；求拉力的公式应注意求出重物的路程，这是易错点．