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随着人们生活水平的提高,不少居民小区都配备了健身房.小明每个周末回家都会到健身房锻炼,如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图.如果小明每次向下拉动拉杆时,拉力为F=260N,在0.5s 内使质量 m=22kg的配重匀速升高到h=50cm后放手让其自由落下.(不计拉杆和绳的重力,g取10N/kg)求: (1)小明拉动拉力器的功率; (2)小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功; (3)在小明锻炼过程中拉力器的机械效率.

随着人们生活水平的提高,不少居民小区都配备了健身房.小明每个周末回家都会到健身房锻炼,如图所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图.如果小明每次向下拉动拉杆时,拉力为F=260N,在0.5s 内使质量 m=22kg的配重匀速升高到h=50cm后放手让其自由落下.(不计拉杆和绳的重力,g取10N/kg)求: 
 (1)小明拉动拉力器的功率; 
 (2)小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功; 
 (3)在小明锻炼过程中拉力器的机械效率.

解:

(1)由图知,上面滑轮都是定滑轮,

绳端移动的距离s=h=50cm=0.5m,

拉力做的功:

W总=Fs=260N×0.5m=130J,

拉动拉力器的功率:

P===260W;

(2)拉力做的有用功:

W有=Gh=mgh=22kg×10N/kg×0.5m=110J,

拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功:

W额=W总-W有用=130J-110J=20J;

(3)此过程中拉力器的机械效率:

η==×100%≈84.6%.

答:(1)小明拉动拉力器的功率为260W;

(2)小明拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功为20J;

(3)在小明锻炼过程中拉力器的机械效率为84.6%.