题目内容
【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?
【答案】
(1)
解:实验员搬运器材至少做的功:
W=Gh=mgh=300kg×10N/kg×7m=2.1×104J;
答:该实验员至少需要做功2.1×104J;
(2)
解: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:
,
∴一次搬运3箱;
答:他每次搬运的箱子数应为3个;
(3)
解:要求搬运时间最短,身体所提供的功率应最大,即P=70W. ∵,
.
答:他搬运这批实验器材的最短时间为300s
【解析】(1)已知实验器材的总质量和被升高的高度,可求克服重力做的功,(2)已知总质量,可求出一箱的质量,由图可看出功率最大时所搬运的物体质量,从而可求他每次搬运的箱子数.(3)已求出做的功,要求搬运时间最短,身体所提供的功率应最大,根据 P=W/t
计算出最短时间
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