Question

【题目】随着人们生活水平的提高，不少居民小区都配备了健身房。小明每个周末回家都会到健身房锻炼，如右图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图。如果小明每次向下拉动拉杆时，拉力为F= 260 N，在0.5 s 内使质量 m=22 kg的配重匀速升高到h=50 cm后放手让其自由落下。（不计拉杆和绳的重力，g取10 N/kg）求：

（1）小明拉动拉力器的功率；

（2）小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功；

（3）在小明锻炼过程中拉力器的机械效率。

Answer 1

【答案】（1）260W （2） 20J （3）84.6%

【解析】（1）由图知，上面滑轮都是定滑轮，绳端移动的距离s=h=50cm=0.5m，

拉力做的功：W总 =Fs=260N×0.5m=130J，

拉动拉力器的功率：P=W/t=130J/0.5s=260W；

（2）拉力做的有用功：W有 =Gh=mgh=22kg×10N/kg×0.5m=110J，

拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功：W额 =W总 -W有用 =130J-110J=20J；

（3）此过程中拉力器的机械效率：η=W有用/W总=110J/130J×100%≈84.6%