Question

4．健身用的拉力器結構如圖所示，在拉桿處用力往下拉，能把配重提起從而達到鍛煉身體的作用．（g取10牛/千克）
（1）該拉力器中滑輪A、B的作用是改變拉力方向．
（2）拉力器的配重是由四塊金屬塊組成的，其中四塊金屬的總質量為20千克，底面積為0.025米²，求如圖靜置時這四塊金屬對地面的壓強是多少？
（3）小明用250牛的拉力向下拉動拉桿，使配重塊勻速升高0.4米，一分鐘小明連續(xù)做了30次，求小明鍛煉時功率為多少？

Answer 1

分析 （1）該拉力器中滑輪A是定滑輪，根據(jù)定滑輪不省力能改變力的方向的特點作出判斷；
（2）已知金屬塊的質量，根據(jù)G=mg可求出它所受的重力．金屬塊對地面的壓力等于金屬塊的重力，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$可求對地面的壓強；
（3）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0.4m，根據(jù)W=FS可求出做一次拉力做的功，然后求出共計做了30次所做的功，又知時間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可求出拉力的功率

解答 解：（1）該拉力器中滑輪A、B都是定滑輪，定滑輪能改變力的方向，
向上提重物通過定滑輪改變力方向，向下拉繩子即可把重物提上去．
（2）金屬塊對水平地面的壓力：
F=G=mg=20kg×10N/kg=200N，
金屬塊對地面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{200N}{0.025{m}^{2}}$=8000Pa；
（3）拉動拉桿一次做功：
W=Fs=250N×0.4m=100J，
則做了30次所做的功：
W_總=W×30=100J×30=3000J，
功率P=$\frac{{W}_{總}}{t}$=$\frac{3000J}{60s}$=50W．
答：（1）改變拉力方向．
（2）這四塊金屬對地面的壓強是8000Pa；
（3）小明鍛煉時功率為50W．

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=$\frac{W}{t}$可以解題．