Question

2008年9月6日，殘奧會在北京開幕，我國運動員侯斌坐在輪椅上靠自身牽引升空點燃主火炬．該裝置可簡化為如圖所示的定滑輪模型．假設侯斌和輪椅的總質量為m，需要上升高度h點燃主火炬，不計一切摩擦和細繩質量，求：
（1）若侯斌要以加速度a勻加速上升，則侯斌拉繩的力F=？
（2）在點燃主火炬前的整個上升過程中，侯斌拉繩所做的功W=？

Answer 1

分析：（1）對整體分析，運用牛頓第二定律求出拉繩的拉力大小．
（2）整體動能的變化量為零，根據動能定理求出侯斌拉繩所做的功．

解答：解：（1）取侯斌和輪椅為整體分析，根據牛頓第二定律有：
2F-mg=ma
則F=

1

2

m(g+a)．
（2）對于整個上升過程，由動能定理得，
W-mgh=0
侯斌拉繩做功W=mgh．
答：（1）侯斌拉繩的力F=

1

2

m(g+a)．
（2）在點燃主火炬前的整個上升過程中，侯斌拉繩所做的功W=mgh．

點評：解決本題的關鍵能夠正確地受力分析，運用牛頓第二定律和動能定理進行求解．