Question

如图所示，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，用如图所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适，理由是什么？如果该滑轮组机械效率为80%，求小明同学的拉力至少要多大？（g取10N/kg）

Answer

（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，还知道所用的时间，根据公式P=可求他的平均功率．
（2）因为小明同学站在地面上，所以拉力方向必须向下，并且最省力，也就是说动滑轮上绳子的段数最多，根据这两点可判断所选的滑轮组．根据公式η==可求拉力的大小．
【解析】
（1）他和轮椅总重力G=mg=80kg×10N/kg=800N，
他的平均功率P====156W．
答：他的平均功率为156W．
（2）D滑轮组最合适．因为拉力方向向下且更省力．      
∵η=W有用/W总=Gh/Fs=Gh/4Fh=G/4Fη====，
∴拉力F===250N．
答：小明同学的拉力至少要250N．