Question

如圖甲所示,是2008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,用如圖乙所示的哪個滑輪組拉起火炬手侯斌最合適,理由是什么?

（3） 如果小明所用的拉力為250N，則此滑輪組的機械效率為多少？（g取10N/kg）

Answer 1

（1）156W （2）D滑輪組. （3）80% 

2008年北京奧運會、殘奧會是一次世界盛會，在這次盛會上，無論是開幕式表演還是運動員的比賽，還有場館建設、交通工具的使用都與物理知識密切相聯。以此為背景命題，能考查大家靈活運用所學的基礎知識解決實際問題的綜合應用能力，達到聯系實際、學以致用的目的。就本題而言，主要考查大家功、功率、機械效率的有關計算。回答第二問要注意根據題目挖掘出隱含條件，即要回答“哪個滑輪組拉起火炬手侯斌最合適”，就要從省力和用力方向兩方面去考慮，不能只考慮一個。解：
（1）P＝W/t＝Gh/t＝mgh/t＝80kg×10N/kg×39m/200s＝156W   
（2）選D滑輪組最合適。因為小明是站在地面上，此時拉力方向向下而且更省力。  
（3）η＝W_有用/W_總＝Gh/Fs＝Gh/4Fh＝G/4F=80kg×10N/kg/250N×4=80%