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图是2008年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...

图是2008年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.(g取10N/kg)
(1)如果不计机械装置的额外功,则他的平均功率多大?
(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)如果选用的滑轮组的机械效率为80%,则小明同学的拉力至少要多大?
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(1)已知人和轮椅的质量,以及他爬的高度,根据公式W=Gh可求他做的功,已知运动时间t,根据公式P=可求他的平均功率. (2)在地面上把火炬手拉起,拉力方向应向下且最省力,据此选择. (3)根据公式η==可求拉力的大小. 【解析】 (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===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====, 拉力F===250N. 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)小明同学的拉力至少要250N.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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