Question

學(xué)校新近買了30套總質(zhì)量為300kg的物理實(shí)驗(yàn)器材，每套一箱，現(xiàn)在某實(shí)驗(yàn)員需要把這批實(shí)驗(yàn)器材搬運(yùn)到14m高的物理實(shí)驗(yàn)室．
（1）該實(shí)驗(yàn)員需要做多少功？（不考慮他克服自身重力所做的功，取g=10N/kg）
（2）假設(shè)他身體可以提供的功率P如圖所示，與他所搬運(yùn)物體的質(zhì)量m有關(guān)，那么要盡可能快地把這批器材搬上去，他每次搬運(yùn)的箱子數(shù)應(yīng)為幾個(gè)？每次搬運(yùn)從底樓到達(dá)實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間是多少？
（3）根據(jù)上一問所提供的圖線，回答該實(shí)驗(yàn)員最多能搬運(yùn)多重的貨物．（應(yīng)有解題過程）

Answer 1

分析：知道實(shí)驗(yàn)器材的質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出重力．根據(jù)W=Gh求出實(shí)驗(yàn)員需要做的功．
由圖知，要盡可能快地把這批器材搬上去，他的功率最大，搬30kg的物體功率最大，最大功率為70W．
知道重力、升高的高度、最大功率，根據(jù)P=

W

t

=

Gh

t

求出搬運(yùn)的時(shí)間．
從圖上找到能搬運(yùn)物體的最大質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出重力．

解答：解：（1）G'=m'g=300kg×10N/kg=3000N．
W'=G'h=3000N×14m=42000J．
（2）如圖，實(shí)驗(yàn)員把物體盡快的搬上去，搬運(yùn)物體的功率最大，最大功率是70W，70W功率下對應(yīng)的質(zhì)量為30kg．30套總質(zhì)量為300kg的物理實(shí)驗(yàn)器材，每套一箱，每套質(zhì)量為10kg，所以實(shí)驗(yàn)員搬3個(gè)實(shí)驗(yàn)箱．
因?yàn)椋�每次�?0kg物體上樓，P=

W

t

=

Gh

t

，
所以，每次搬30kg物體上樓的時(shí)間為：t=

Gh

P

=

mgh

P

=

30kg×10N/kg×14m

70W

=60s．
（3）如圖，實(shí)驗(yàn)員搬30kg物體上樓，功率最大，搬得越多，功率越小，實(shí)驗(yàn)員最多能搬大約66kg的物體，
G_大=m_大g=66kg×10Nkg=660N．
答：（1）該實(shí)驗(yàn)員需要做功42000J．
（2）假設(shè)他身體可以提供的功率P如圖所示，與他所搬運(yùn)物體的質(zhì)量m有關(guān)，那么要盡可能快地把這批器材搬上去，他每次搬運(yùn)昀箱子數(shù)應(yīng)為3個(gè)．每次搬運(yùn)從底樓到達(dá)實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間是60s．
（3）該實(shí)驗(yàn)員最多能搬運(yùn)660N的貨物．

點(diǎn)評：求盡快把物體搬到樓上需要的時(shí)間，找到最大功率和最大功率下的質(zhì)量，這是本題的關(guān)鍵．學(xué)會(huì)在圖象上獲取有用信息．