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

Question

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？

Answer 1

（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=(W)/(t)=(3.12×104J)/(200s)=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=(W有用)/(W总)=(Gh)/(Fs)=(Gh)/(4Fh)=(G)/(4F)，
拉力F=(G)/(4η)=(80kg×10N/kg)/(4×0.8)=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．