Question

小明健身用的拉力器結構如圖所示．他用250N的拉力向下拉動拉桿，使20kg的配重塊在 2s內勻速升高40cm．不計拉桿和繩的重力，g取10N/kg．求：
（1）所拉配重塊的重力；
（2）2s內配重塊運動的速度；
（3）此過程中拉力器的機械效率．

Answer 1

分析：（1）知道配重的質量，利用重力公式求所拉配重塊的重力；
（2）知道配重在2s內勻速升高40cm，利用速度公式求配重塊運動的速度；
（3）使用的是定滑輪，拉力移動的距離s=h，求出有用功和總功，再利用效率公式求拉力器的機械效率．

解答：解：（1）所拉配重塊的重力：
G=mg=20kg×10N/kg=200N；
（2）配重塊運動的速度：
v=

s

t

=

0.4m

2s

=0.2m/s；
（3）拉力做的總功：
W_總=Fs=250N×0.4m=100J，
拉力做的有用功：
W_有=Gh=200N×0.4m=80J，
拉力器的機械效率：
η=

W有

W總

×100%=

80J

100J

×100%=80%．
答：（1）所拉配重塊的重力為200N；
（2）2s內配重塊運動的速度為0.2m/s；
（3）此過程中拉力器的機械效率為80%．

點評：本題綜合了考查了重力、速度、有用功、總功、機械效率的計算，本題關鍵有二：一是使用定滑輪s=h，二是區分有用功和總功．