Question

小明家健身用的拉力器結構簡圖如圖所示．他用250N的拉力向下拉動拉桿，使配重塊在 2s內勻速升高40cm．已知此過程中該健身拉力器的機械效率為80%．
（1）小明拉桿時拉力的功率多大？
（2）所拉起配重塊的重量是多少？
（3）此拉力器也是一種機械，它改變力的大小和方向的情況如何？

Answer 1

解：（1）拉力所做的功：
W=FS=250N×0.4m=100J，
拉力的功率：P===50W；
（2）W_總=W=100J，有用功：
W_有用=ηW_總=80%×100J=80J，
配重塊的重量：
G===200N；
答：（1）小明拉桿時拉力的功率是50W；
（2）所拉起配重塊的重量是200N；
（3）因為此拉力器中沒有動滑輪，所以不能省力，但由于摩擦力的存在，所以費力；
因為有定滑輪所以能改變力的方向，向上提重物通過定滑輪改變了用力方向，向下拉繩子即可把重物提上去．
分析：（1）已知拉力250N，繩子自由端移動的距離等于配重塊上升的高度40cm，根據W=FS可求出拉力做的功，又知時間2s，根據P=可求出拉力的功率；
（2）健身拉力器的機械效率為80%，拉力做的功為總功已求出，根據機械效率公式求出有用功，再根據W_有用=Gh變形求出配重塊的重力；
（3）根據動滑輪省力，定滑輪不省力能改變力的方向可對改變力的大小和方向的情況作出判斷．
點評：本題考查了功和功率的計算，定滑輪的識別及工作特點．屬于基本內容，比較簡單，只要記住公式W=FS和P=即可求解．