Question

小明家健身用的拉力器结构简图如图所示．他用250N的拉力向下拉动拉杆，使配重块在 2s内匀速升高40cm．已知此过程中该健身拉力器的机械效率为80%．
（1）小明拉杆时拉力的功率多大？
（2）所拉起配重块的重量是多少？
（3）此拉力器也是一种机械，它改变力的大小和方向的情况如何？

Answer 1

解：（1）拉力所做的功：
W=FS=250N×0.4m=100J，
拉力的功率：P===50W；
（2）W_总=W=100J，有用功：
W_有用=ηW_总=80%×100J=80J，
配重块的重量：
G===200N；
答：（1）小明拉杆时拉力的功率是50W；
（2）所拉起配重块的重量是200N；
（3）因为此拉力器中没有动滑轮，所以不能省力，但由于摩擦力的存在，所以费力；
因为有定滑轮所以能改变力的方向，向上提重物通过定滑轮改变了用力方向，向下拉绳子即可把重物提上去．
分析：（1）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40cm，根据W=FS可求出拉力做的功，又知时间2s，根据P=可求出拉力的功率；
（2）健身拉力器的机械效率为80%，拉力做的功为总功已求出，根据机械效率公式求出有用功，再根据W_有用=Gh变形求出配重块的重力；
（3）根据动滑轮省力，定滑轮不省力能改变力的方向可对改变力的大小和方向的情况作出判断．
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=即可求解．