Question

13．如圖1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(diǎn)燃圣火的照片，該點(diǎn)火儀式充分體現(xiàn)了殘疾人自強(qiáng)自立、拼搏向上的勇氣和精神．已知他和輪椅總質(zhì)量為80kg，攀爬高度39m，歷時約200s．小明同學(xué)看到火炬手攀爬很費(fèi)勁，想用物理課上學(xué)過的滑輪組可以省力的方法，將火炬手拉上去．
（1）如果小明同學(xué)站在地面上，請你在如圖2所示的滑輪組中選出拉起火炬手最合適的滑輪組，畫出繞線，并說明理由是什么？
（2）如果該滑輪組機(jī)械效率為80%，求小明同學(xué)的拉力？

Answer 1

分析 （1）滑輪組的繞法要求最省力，就要求承擔(dān)物體重力繩子股數(shù)要最多，且人在地面向下拉繩子，同時考慮這兩個方面畫出滑輪組最省力的繞法．
（2）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$可求拉力的大�。�

解答 解：（1）由=圖可以看出，小明同學(xué)站在地面上拉動繩子，因此繩子的拉動方向應(yīng)向下，因此確定自由端的繩子，然后依次向內(nèi)繞．如圖所示：

（2）由圖可知，n=4，
他和輪椅總重力：G=mg=80kg×10N/kg=800N，
因?yàn)棣?$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{4Fh}$=$\frac{G}{4F}$，
所以拉力F=$\frac{G}{4η}$=$\frac{800N}{4×80%}$=250N．
答：（1）滑輪組的繞法見解答圖；因?yàn)槔�力方向向下且更省力�?br />（2）小明同學(xué)的拉力至少要250N．

點(diǎn)評 本題考查滑輪組繩子的繞法和拉力的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是繞制滑輪組，這也是本題的重點(diǎn)．