Question

7．小明健身用的拉力器結(jié)構(gòu)如圖所示，他用力向下拉動拉桿，使20kg的配重塊在2s內(nèi)勻速升高40cm，不計繩子與滑輪的摩擦力以及拉桿和繩的重力，g取10N/kg，求：
（1）2s內(nèi)配重塊運動的速度；
（2）此過程中拉力對配重塊做的功；
（3）此過程中拉力對配重塊所做的功的功率．

Answer 1

分析 （1）知道配重在2s內(nèi)勻速升高40cm，利用速度公式求配重塊運動的速度；
（2）使用的是定滑輪，拉力移動的距離s=h；知道配重的質(zhì)量，利用G=mg求出其重力，利用二力平衡的條件得出拉力大小，再利用W=Fs求出總功，即拉力對配重塊做的功；
（3）已知拉力對配重塊所做的功和時間，利用功率公式P=$\frac{W}{t}$求解拉力對配重塊所做的功的功率．

解答 解：（1）配重塊運動的速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{0.4m}{2s}$=0.2m/s；
（2）使用的是定滑輪，拉力移動的距離s=h=0.4m；
所拉配重塊的重力：G=mg=20kg×10N/kg=200N；
因為配重塊勻速升高，所以拉力F=G=200N，
拉力做的總功：W_總=Fs=200N×0.4m=80J；
（3）拉力做功的功率：P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{80J}{2s}$=40W；
答：（1）2s內(nèi)配重塊運動的速度為0.2m/s；
（2）此過程中拉力對配重塊做的功為80J；
（3）此過程中拉力對配重塊所做的功的功率為40W．

點評 本題綜合了考查了重力、速度、有用功、總功、功率的計算，本題關(guān)鍵有二：一是使用定滑輪s=h，二是區(qū)分有用功和總功．