Question

【題目】如圖1所示，是2008北京殘奧會開幕式最后一棒火炬手候斌，靠自己雙手的力量，攀爬到火炬臺底并最終點燃圣火的照片，該點火儀式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200s．

（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，想用物理課上學過的滑輪組可以省力的方法，將火炬手拉上去．若小明同學如果站在地面上，用如圖2所示的哪個滑輪組拉起火炬手最合適，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

【答案】
（1）

解：他和輪椅總重力G=mg=80kg×10N/kg=800N，

他的平均功率P====156W．

答：他的平均功率為156W

（2）

解：D滑輪組最合適．因為拉力方向向下且更省力．

所以拉力F===250N

答：D滑輪組最合適．因為拉力方向向下且更省力；小明同學的拉力至少要250N

【解析】（1）已知人和輪椅的質量，以及他爬的高度，根據公式W=Gh可求他做的功，還知道所用的時間，根據公式P=可求他的平均功率．
（2）因為小明同學站在地面上，所以拉力方向必須向下，并且最省力，也就是說動滑輪上繩子的股數最多，根據這兩點可判斷所選的滑輪組．根據公式可求拉力的大小
【考點精析】通過靈活運用滑輪（組）的機械效率和功率的計算與測量，掌握關于滑輪組機械效率的計算：W有用 = G·h；W總 = F·s； s = n·h （1）η=W有用 / W總 （2)η= W有用 / W總 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF)；功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s即可以解答此題．