Question

學校新近買了30套總質量為300kg的物理實驗器材，每套一箱，現在某實驗員需要把這批實驗器材搬運到14m高的物理實驗室．
（1）該實驗員需要做多少功？（不考慮他克服自身重力所做的功，取g=10N/kg）
（2）假設他身體可以提供的功率P如圖所示，與他所搬運物體的質量m有關，那么要盡可能快地把這批器材搬上去，他每次搬運的箱子數應為幾個？每次搬運從底樓到達實驗室的時間是多少？
（3）根據上一問所提供的圖線，回答該實驗員最多能搬運多重的貨物．（應有解題過程）

Answer 1

分析：知道實驗器材的質量，根據G=mg求出重力．根據W=Gh求出實驗員需要做的功．
由圖知，要盡可能快地把這批器材搬上去，他的功率最大，搬30kg的物體功率最大，最大功率為70W．
知道重力、升高的高度、最大功率，根據P=

W

t

=

Gh

t

求出搬運的時間．
從圖上找到能搬運物體的最大質量，根據G=mg求出重力．

解答：解：（1）G'=m'g=300kg×10N/kg=3000N．
W'=G'h=3000N×14m=42000J．
（2）如圖，實驗員把物體盡快的搬上去，搬運物體的功率最大，最大功率是70W，70W功率下對應的質量為30kg．30套總質量為300kg的物理實驗器材，每套一箱，每套質量為10kg，所以實驗員搬3個實驗箱．
因為，每次搬30kg物體上樓，P=

W

t

=

Gh

t

，
所以，每次搬30kg物體上樓的時間為：t=

Gh

P

=

mgh

P

=

30kg×10N/kg×14m

70W

=60s．
（3）如圖，實驗員搬30kg物體上樓，功率最大，搬得越多，功率越小，實驗員最多能搬大約66kg的物體，
G_大=m_大g=66kg×10Nkg=660N．
答：（1）該實驗員需要做功42000J．
（2）假設他身體可以提供的功率P如圖所示，與他所搬運物體的質量m有關，那么要盡可能快地把這批器材搬上去，他每次搬運昀箱子數應為3個．每次搬運從底樓到達實驗室的時間是60s．
（3）該實驗員最多能搬運660N的貨物．

點評：求盡快把物體搬到樓上需要的時間，找到最大功率和最大功率下的質量，這是本題的關鍵．學會在圖象上獲取有用信息．