【分析】
要解决这道滑轮组问题,需分三步思考:
1. 求总功:总功等于有用功除以机械效率,先计算克服物体重力做的有用功(公式为$W_{有用}=Gh$),再利用机械效率公式$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$变形得到总功$W_{总}=\frac{W_{有用}}{\eta}$;
2. 求承担物重的绳子段数:先由总功和拉力算出绳子自由端移动的距离$s=\frac{W_{总}}{F}$,再根据滑轮组中$s=nh$的关系,变形得绳子段数$n=\frac{s}{h}$;
3. 画绕绳:根据$n=4$且人站在地面向下拉绳的要求,确定绕绳方向,从定滑轮开始绕,最终绳子从定滑轮末端向下引出。
【解析】
(1)计算有用功:
$W_{有用}=G_{物}h=100\ \mathrm{N} × 4\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{J}$
根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}$,变形得人做的总功:
$W_{总}=\frac{W_{有用}}{\eta}=\frac{400\ \mathrm{J}}{80\%}=500\ \mathrm{J}$
(2)计算绳子自由端移动的距离:
$s=\frac{W_{总}}{F}=\frac{500\ \mathrm{J}}{31.25\ \mathrm{N}}=16\ \mathrm{m}$
承担物体重力的绳子段数:
$n=\frac{s}{h}=\frac{16\ \mathrm{m}}{4\ \mathrm{m}}=4$段
(3)绕绳示意图:因$n=4$,人向下拉绳,绕绳从顶部定滑轮挂钩开始,依次绕动滑轮、定滑轮,最终绳子从定滑轮末端向下引出,如图:

【答案】
(1) 500 J;(2) 4段;(3)

【知识点】
滑轮组机械效率、滑轮组绳子段数计算、功的计算
【点评】
本题考查滑轮组的基础计算与绕绳,核心是掌握有用功、总功、机械效率的关系,以及绳子段数的判断方法,绕绳需结合拉力方向要求,属于滑轮组的常规题型,需牢记公式应用。
【难度系数】
0.6