Question

學(xué)校進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)室儀器升級(jí)工程，買了30套總質(zhì)量為300 kg的實(shí)驗(yàn)器材，每套器材一箱。某實(shí)驗(yàn)員需要把這批實(shí)驗(yàn)器材搬運(yùn)到7 m高的物理實(shí)驗(yàn)室。

（1）實(shí)驗(yàn)員至少需要做多少功？（不考慮他克服自身重力所做的功，取g =10N/kg）

（2）如圖所示，假設(shè)實(shí)驗(yàn)員身體可以提供的功率P取決于所搬運(yùn)物體的質(zhì)量m。若要盡可能快地把這批器材搬上去，那么他每次搬運(yùn)的實(shí)驗(yàn)器材箱數(shù)N應(yīng)為多少？

（3）不考慮搬起、放下實(shí)驗(yàn)器材和下樓的時(shí)間，求實(shí)驗(yàn)員搬運(yùn)這批實(shí)驗(yàn)器材需要的最短時(shí)間是多少秒？ 

 

Answer 1

【答案】

(1) 2.1×10⁴ J  (2) 3套（3）300s    

【解析】已知實(shí)驗(yàn)器材的總質(zhì)量和被升高的高度，可求克服重力做的功；已知總質(zhì)量，可求出一箱的質(zhì)量，由圖可看出功率最大時(shí)所搬運(yùn)的物體質(zhì)量，從而可求他每次搬運(yùn)的箱子數(shù)；已求出做的功，要求搬運(yùn)時(shí)間最短，身體所提供的功率應(yīng)最大，根據(jù) P= W/t計(jì)算出最短時(shí)間．(1)W=Gh=mgh=300kg×10N/kg×7m= 2.1×10⁴ J 

    (2)有圖像知，最大功率為70W 時(shí)，提升重物質(zhì)量為30kg。

N=30kg/(300Kg/30套)=3套。 

   （3）t=W/P=2.1×10⁴ J/70W=300s