Question

学校进行物理实验室仪器升级工程，买了30套总质量为300 kg的实验器材，每套器材一箱。某实验员需要把这批实验器材搬运到7 m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，假设实验员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，求实验员搬运这批实验器材需要的最短时间是多少秒？ 

 

Answer 1

【答案】

(1) 2.1×10⁴ J  (2) 3套（3）300s    

【解析】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；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；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．(1)W=Gh=mgh=300kg×10N/kg×7m= 2.1×10⁴ J 

    (2)有图像知，最大功率为70W 时，提升重物质量为30kg。

N=30kg/(300Kg/30套)=3套。 

   （3）t=W/P=2.1×10⁴ J/70W=300s