Question

（2013?資陽）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=250N，在0.4s內使質量為m=20kg的配重塊勻速升高到h=40cm后放手讓其自由落下．不計拉桿和繩的重力，g取10N/kg．求：
（1）小明拉動拉力器的功率P；
（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η．

Answer 1

分析：（1）首先根據公式W=Fs計算出拉力做的功，根據公式P=

W

t

計算出功率；
（2）根據總功、有用功、額外功的關系，W_額=W_總-W_有用．其中W_有用=Gh；
（3）根據η=

W有用

W總

×100%計算出機械效率．

解答：解：（1）根據題意有：
W_總=Fh=250N×40×10^-2m=100J
P=

W

t

=

100J

0.4s

=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）根據題意有：
η=

W有用

W總

×100%=

80J

100J

×100%=80%．
答：（1）小明拉動拉力器的功率250W；
（2）小明拉動拉力器過程中克服摩擦所做的功是20J；
（3）在小明鍛煉過程中拉力器的機械效率是80%．

點評：此題通過對拉力器做功考查了有關功、功率、機械效率的計算，同時考查了有用功、額外功和總功的關系，考查得很全面，是基礎性題目．