Question

17．学校新近买了30套总质量为300千克的实验器材，每套一箱．实验员需要把这批实验器材搬运到15米高的实验室．
（1）该实验员在搬运中，对器材总共做功44100焦．
（2）假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示．如果他一次搬20千克，每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间为60秒．那么他搬完全部箱子，且回到开始搬运处，所用时间为1635秒．

Answer 1

分析 （1）知道实验器材的总质量，利用重力公式求受到的重力，又知道上升的高度，利用W=Gh求实验员在搬运中对实验器材做的功；
（2）从P-m图象得出搬运20kg的功率，在（1）中求出了将实验器材全搬到楼上做的总功，利用P=$\frac{W}{t}$搬运器材上楼用的时间t；知道每次搬起箱子、放下箱子和下楼的时间，乘以搬运次数得出搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t′，t_总=t+t′为每种办法所用的总时间，通过计算回答．

解答 解：（1）实验器材受到的总重力：
G=mg=300kg×9.8N/kg=2940N，
实验员在搬运中对实验器材做的功：
W=Fs=2940N×15m=44100J；
（2）从P-m图象中得出，当一次搬运20kg时人的功率为P=60W，又知对实验器材做功为W=44100J，
由P=$\frac{W}{t}$得，搬运实验器材上楼用的时间：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{44100J}{60W}$=735s，
搬起箱子、放下箱子和下楼的时间：
t′=60s×$\frac{300kg}{20kg}$=900s，
搬运用的总时间：
t_总=t+t′=735s+900s=1635s．
故答案为：（1）44100；（2）1635．

点评 弄清题意，所用时间包括两部分（一是上楼做功时间、二是搬起箱子、放下箱子和下楼的时间）是本题的突破口．