Question

【題目】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

【答案】（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%．

【解析】

試題分析：（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=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=×100%計(jì)算出機(jī)械效率．

解：（1）根據(jù)題意有：

W總=Fh=250N×40×10﹣2m=100J

P===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=×100%=×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%．