Question

2008年9月6日晚23时，全世界的目光再次追随着一支熊熊燃烧的火炬来到“鸟巢”．残疾人运动员侯斌拉动手中的绳索，艰难却坚定地“飞”向主火炬塔．每一寸，他的心灵都在升华；每一寸，人们的眼中溢满泪水却面带笑容．那一刻，巨大的火炬塔喷出的是人类生命不息的礼赞．

(1)在图1中侯斌轮椅的后面还有两根绳子，如果此装置使用的是滑轮组，请同学们用笔划线代替绳子，在图2中将两个滑轮绕成滑轮组．

(2)如果侯斌的体重为90 kg，侯斌作用在绳子上的拉力是560 N，他在3分钟内上升了30 m，他做的总功是多少？他做功的功率是多少？(保留整数，下同)

(3)在上升过程中，他使用的滑轮组的机械效率是多少？(g取10 N/kg)

(4)如果忽略摩擦与绳重，则轮椅和动滑轮的总质量是多少？

Answer 1

答案：
解析：

(1)如下图所示 　　(2)人上升了30 m，绳子在他手里下降了60 m，他做的总功为 　　W总＝Fs＝560 N×60 m＝33600 J， 　　他做功的功率为 　　P＝＝＝187 W． 　　(3)上升过程中人做的有用功为 　　W有用＝Gh＝mgh＝90 kg×10 N/kg×30 m＝27000 J， 　　机械效率为 　　η＝×100％＝×100％＝80％． 　　(4)此过程中做的额外功为 　　W额外＝W总－W有用＝33600 J－27000 J＝6600 J， 　　忽略摩擦，额外功是为了提起轮椅和动滑轮所做的功，根据W额外＝h＝gh可得，轮椅和动滑轮的总质量为 　　＝＝＝22 kg．