Question

如图甲所示，是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃

如图甲所示，是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神．已知他和轮椅总质量为80kg，攀爬高度39m，历时约3min20s．（1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？（2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力．小明同学如果站在地面上，用如图乙所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适，理由是什么？（3）如果小明所用的拉力为250N，则此滑轮组的机械效率为多少？（g取10N/kg）

Answer 1

（1）侯斌所做的功W=Gh=mgh=80kg×10N/kg×39m=3.12×10⁴J．
做功所用的时间t=3×60s+20s=200s
功率P=

W

t

=

3.12×104J

200s

=156W．
（2）小明同学站在地面上，拉力方向必须向下，并且最省力，动滑轮上绳子的段数应最多，
根据这两点可判断所选的滑轮组，由图可知D滑轮组符合要求，应选D．
（3）机械效率η=

W有用

W总

×100%=

Gh

Fs

×100%=

Gh

4Fh

×100%=

80kg×10N/kg

250N×4

×100%=80%．
答：（1）他的平均功率是156W．
（2）选D滑轮组，因为拉力方向向下且最省力．
（3）此滑轮组的机械效率为80%．