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）156W （2）D滑轮组. （3）80% 

2008年北京奥运会、残奥会是一次世界盛会，在这次盛会上，无论是开幕式表演还是运动员的比赛，还有场馆建设、交通工具的使用都与物理知识密切相联。以此为背景命题，能考查大家灵活运用所学的基础知识解决实际问题的综合应用能力，达到联系实际、学以致用的目的。就本题而言，主要考查大家功、功率、机械效率的有关计算。回答第二问要注意根据题目挖掘出隐含条件，即要回答“哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适”，就要从省力和用力方向两方面去考虑，不能只考虑一个。解：
（1）P＝W/t＝Gh/t＝mgh/t＝80kg×10N/kg×39m/200s＝156W   
（2）选D滑轮组最合适。因为小明是站在地面上，此时拉力方向向下而且更省力。  
（3）η＝W_有用/W_总＝Gh/Fs＝Gh/4Fh＝G/4F=80kg×10N/kg/250N×4=80%