Question

8．小明健身用的拉力器結構如圖所示，他用250N的力向下拉動拉桿，使20kg的配重塊在2s勻速提高40cm，不記拉桿和繩的重力，g取10N/kg．求：
（1）所拉配重塊的重力；
（2）此過程中拉力器的總功；
（3）此過程中拉力器的有用功；
（4）此過程中拉力器的機械效率．

Answer 1

分析 （1）根據G=mg計算配重塊的重力；
（2）使用的是定滑輪，拉力移動的距離s=h；根據W_總=Fs計算總功；
（3）根據W_有=Gh計算有用功；
（4）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）由圖兩個滑輪都是定滑輪，所以s=h，
拉力做的總功：W_總=Fs=250N×0.4m=100J，
（3）拉力做的有用功：W_有=Gh=200N×0.4m=80J，
（4）拉力器的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{80J}{100J}$×100%=80%．
答：
（1）所拉配重塊的重力為200N；
（2）此過程中拉力器的總功為100J；
（3）此過程中拉力器的有用功為80J；
（4）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、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．