Question

【題目】隨著人們生活水平的提高，不少居民小區都配備了健身房。小明每個周末回家都會到健身房鍛煉，如右圖所示是小明最喜愛的用于鍛煉臂力的健身拉力器結構示意圖。如果小明每次向下拉動拉桿時，拉力為F= 260 N，在0.5 s 內使質量 m=22 kg的配重勻速升高到h=50 cm后放手讓其自由落下。（不計拉桿和繩的重力，g取10 N/kg）求：

（1）小明拉動拉力器的功率；

（2）小明拉動拉力器過程中克服摩擦所做的功；

（3）在小明鍛煉過程中拉力器的機械效率。

Answer 1

【答案】（1）260W （2） 20J （3）84.6%

【解析】（1）由圖知，上面滑輪都是定滑輪，繩端移動的距離s=h=50cm=0.5m，

拉力做的功：W總 =Fs=260N×0.5m=130J，

拉動拉力器的功率：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，

拉動拉力器過程中克服摩擦所做的功：W額 =W總 -W有用 =130J-110J=20J；

（3）此過程中拉力器的機械效率：η=W有用/W總=110J/130J×100%≈84.6%