Question

（2009?株洲）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如圖那樣取決于所搬運(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)的箱子數(shù)應(yīng)為

3

個(gè)．
（3）不考慮搬起箱子、放下箱子和下樓的時(shí)間，求他搬運(yùn)這批實(shí)驗(yàn)器材的最短時(shí)間．

Answer 1

分析：1、已知物體總質(zhì)量和被升高的高度，可求克服重力做的功，
2、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)．
3、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，由圖可知，從而算出最短時(shí)間．

解答：解：（1）W=mgh=300kg×10N/kg×14m=4.2×10⁴J．
答：該實(shí)驗(yàn)員需要做功4.2×10⁴J．
（2）由圖得功率最大時(shí)，搬運(yùn)的物體質(zhì)量為30kg，一箱質(zhì)量300÷30=10Kg，所以一次搬運(yùn)3箱．
答：他每次搬運(yùn)的箱子數(shù)應(yīng)為3個(gè)．
（3）要求搬運(yùn)時(shí)間最短，身體所提供的功率應(yīng)最大，即P=70W．
根據(jù)P=

W

t

得t=

W

P

=

4.2×104J

70W

=600s=10min．
答：他搬運(yùn)這批實(shí)驗(yàn)器材的最短時(shí)間為10min．

點(diǎn)評：本題考查功的計(jì)算和功率的計(jì)算．