题目内容
【题目】如图1所示,是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手候斌,靠自己双手的力量,攀爬到火炬台底并最终点燃圣火的照片,该点火仪式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200s.
(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,想用物理课上学过的滑轮组可以省力的方法,将火炬手拉上去.若小明同学如果站在地面上,用如图2所示的哪个滑轮组拉起火炬手最合适,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?
【答案】
(1)
解: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)
解:D滑轮组最合适.因为拉力方向向下且更省力.
所以拉力F===250N
答:D滑轮组最合适.因为拉力方向向下且更省力;小明同学的拉力至少要250N
【解析】(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股数最多,根据这两点可判断所选的滑轮组.根据公式可求拉力的大小
【考点精析】通过灵活运用滑轮(组)的机械效率和功率的计算与测量,掌握关于滑轮组机械效率的计算:W有用 = G·h;W总 = F·s; s = n·h (1)η=W有用 / W总 (2)η= W有用 / W总 = Gh/Fs = Gh/nFh = G/(nF);功率的计算: P = W/tW 表示功,单位是焦(J). t表示时间 ,单位是秒(s) P表示功率,单位是瓦特(W)1 W= 1 J/s即可以解答此题.