Question

在2008年北京殘奧會開幕式上，三屆殘奧會冠軍侯斌獨(dú)自拉緊繩索，在240s時間內(nèi)攀升到60m高度的主火炬臺上，點(diǎn)燃了殘奧會主火炬，令全世界動容!如圖所示，侯斌用滑輪組提升自己和輪椅（承擔(dān)的繩子數(shù)n=4），若人、輪椅和火炬的總重為1100N，摩擦及繩重不計，整個裝置勻速上升時，繩端拉力為300N．試解答下列問題：
（1）勻速上升時，侯斌手中的繩子下降速度有多大？
（2）侯斌所用滑輪組中的動滑輪有多重？
（3）為了開幕式上的精彩表現(xiàn)，侯斌進(jìn)行了多次演練．在某次演練中，侯斌相對地面以0.2m/s的速度上升，求侯斌對繩子自由端拉力的功率多大？

Answer 1

解：（1）因為由4段繩子承擔(dān)物重，所以s=4h=4×60m=240m
繩子的下降速度是：v===1m/s
答：繩子的下降速度為1m/s．
（2）根據(jù)滑輪組的省力特點(diǎn)，F(xiàn)=，
所以G_動=4F-G_人=4×300N-1100N=100N
動滑輪的重力為100N．
（3）拉力的功率為：
P===Fv_繩=300N×0.2m/s×4=240W
答：拉力的功率為240W．
分析：（1）要解決此題，需要搞清繩端移動距離與物體上升高度之間的關(guān)系，知道s=nh．
并且要掌握速度的概念，知道v=，首先確定繩端移動的距離，根據(jù)公式計算出繩端的移動速度．
（2）要解決此題，需要掌握滑輪組的省力特點(diǎn)，滑輪組由幾段繩子承擔(dān)物體，提起繩子的力就是物重的幾分之一，這里的物重包括動滑輪的重力．
（3）首先根據(jù)人上升的速度計算出繩端移動的速度．根據(jù)公式P==Fv計算出功率．
點(diǎn)評：此題是有關(guān)滑輪組的計算，首先要搞清有幾段繩子承擔(dān)物重，掌握繩端移動距離與物體上升高度的關(guān)系s=nh，速度關(guān)系類似．考查了滑輪組的省力特點(diǎn)，根據(jù)省力特點(diǎn)計算動滑輪的重力，同時考查了有關(guān)功率的計算，一定要掌握功率的計算公式及推導(dǎo)公式．