Question

【题目】学校进行实验室仪器升级工程，买了30套总质量为300kg的物理实验器材，每套器材一箱．某实验员需要把这批实验器材搬运到7m高的物理实验室．

（1）实验员至少需要做多少功？（不考虑他克服自身重力所做的功，取g=10N/kg）

（2）如图所示，假设他身体可以提供的功率P取决于所搬运物体的质量m．若要尽可能快地把这批器材搬上去，那么他每次搬运的实验器材箱数N应为多少？

（3）不考虑搬起、放下实验器材和下楼的时间，求他搬运这批实验器材的最短时间是多少秒？

Answer 1

【答案】（1）该实验员至少需要做功2.1×104J；

（2）他每次搬运的箱子数应为3个；

（3）他搬运这批实验器材的最短时间为300s．

【解析】解：（1）实验员搬运器材至少做的功：

W=Gh=mgh=300kg×10N/kg×7m=2.1×104J；

（2）由图象可知，人体提供的功率最大时，每次搬运的货物质量为30Kg，

∵一箱质量：

m′==10kg，

∴一次搬运3箱；

（3）要求搬运时间最短，身体所提供的功率应最大，即P=70W．

∵，

∴t===300s．

答：（1）该实验员至少需要做功2.1×104J；

（2）他每次搬运的箱子数应为3个；

（3）他搬运这批实验器材的最短时间为300s．