Question

4．現(xiàn)有30包大米，總質(zhì)量為150kg，小明想盡快將它們搬上10m高處的庫房，如圖為小明可以提供的用于搬動物體的功率與被搬運物體質(zhì)量之間的關系圖象，由圖可知他可以提供的最大功率為50W；為 盡可能快地將大米搬上庫房，他每次應搬3包，若每次下樓時間是上樓時間的一半，則他最快完成搬運任務并返回原地所用的時間是450s．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）通過圖線知，最高點的輸出功率最大，可以得出輸出功率最大時搬運物體的質(zhì)量；
（2）抓住總功一定，根據(jù)W=Pt得出何種情況下搬運的時間最短．
（3）根據(jù)最大輸出功率以及總功的大小求出搬動物體上樓的時間．

解答 解：（1）圖中曲線最高點的坐標為（15、50），其物理意義是：當搬動質(zhì)量為15kg物體時，人用于搬動物體的功率（輸出）最大，其值為50W．
（2）30包大米，總質(zhì)量為150kg，每包大米的質(zhì)量是5kg，由于搬動物體所需要做的總功是一定的，要盡快完成搬運工作，要求人始終在最大功率（輸出）狀態(tài)下工作，每次應搬動質(zhì)量15kg的物體，即3包大米；
（3）每次搬運的大米的重力G=mg=15kg×10N/kg=150N；
重力做的功W=Gh=150N×10m=1500J，
則每次上樓所用的時間t=$\frac{W}{P}$=$\frac{1500J}{50W}$=30s，每次下樓所用的時間是15s，則一個來回需要的時間是30s+15s=45s，
搬30包大米需要10個來回，所以所用時間一共是45s×10=450s．
故答案為：50；3；450．

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(zhì)量，這是本題的關鍵．學會在圖象上獲取有用信息．