Question

如圖所示，是2008年北京殘奧會開幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己雙手的力量，攀爬到火炬臺底部并最終點燃圣火的照片，該點火儀式充分體現了殘疾人自強自立、拼搏向上的勇氣和精神。已知他和輪椅總質量為80kg，攀爬高度39m，歷時約3min20s。

（1）如果不計機械裝置的額外功，求他的平均功率多大？
（2）小明同學看到火炬手攀爬很費勁，想到物理課上學過利用滑輪組可以省力。小明同學如果站在地面上，用如下圖所示的哪個滑輪組拉起火炬手侯斌最合適，理由是什么？如果該滑輪組機械效率為80％，求小明同學的拉力至少要多大？

Answer 1

解：（1）P＝W/t＝Gh/t＝mgh/t＝80kg×10N/kg×39m/200s＝156W
（2）D滑輪組，拉力方向向下且更省力。
       ∵η＝W_有用/W_總＝Gh/Fs＝Gh/4Fh＝G/4F
      ∴F＝G/4η＝（80kg×10N/kg）/（4×0.8）＝250N