Question

2008年9月6日，残奥会在北京开幕，我国运动员侯斌坐在轮椅上靠自身牵引升空点燃主火炬．该装置可简化为如图所示的定滑轮模型．假设侯斌和轮椅的总质量为m，需要上升高度h点燃主火炬，不计一切摩擦和细绳质量，求：
（1）若侯斌要以加速度a匀加速上升，则侯斌拉绳的力F=？
（2）在点燃主火炬前的整个上升过程中，侯斌拉绳所做的功W=？

Answer 1

分析：（1）对整体分析，运用牛顿第二定律求出拉绳的拉力大小．
（2）整体动能的变化量为零，根据动能定理求出侯斌拉绳所做的功．

解答：解：（1）取侯斌和轮椅为整体分析，根据牛顿第二定律有：
2F-mg=ma
则F=

1

2

m(g+a)．
（2）对于整个上升过程，由动能定理得，
W-mgh=0
侯斌拉绳做功W=mgh．
答：（1）侯斌拉绳的力F=

1

2

m(g+a)．
（2）在点燃主火炬前的整个上升过程中，侯斌拉绳所做的功W=mgh．

点评：解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律和动能定理进行求解．