學校進行實驗室儀器升級工程，買了30套，每套質量為10kg的物理實驗器材，每套器材一箱．某實驗員需要把這批實驗...
來源：國語幫 1.51W
問題詳情：
學校進行實驗室儀器升級工程，買了30套，每套質量為10kg的物理實驗器材，每套器材一箱．某實驗員需要把這批實驗器材搬運到7m高的物理實驗室．
（1）實驗員至少需要做多少功？（不考慮他克服自身重力所做的功，取g=10N/kg）
（2）如圖所示，假設他身體可以提供的功率P取決於所搬運物體的質量m．若要儘可能快地把這批器材搬上去，那麼他每次搬運的實驗器材 箱．
（3）不考慮搬起、放下實驗器材和下樓的時間，求他搬 運這批實驗器材的最短時間是多少秒？
【回答】
【考點】功的計算；功率的計算．
【分析】（1）已知實驗器材數量和質量求出總質量，然後求總重力，已知被升高的高度，即可利用W=Gh求克服重力做的功，
（2）已知總質量，可求出一箱的質量，由圖可看出功率最大時所搬運的物體質量，從而可求他每次搬運的箱子數．
（3）已求出做的功，要求搬運時間最短，身體所提供的功率應最大，根據P=
計算出最短時間．
【解答】解：（1）物理實驗器材的總質量m=30m0=30×10kg=300kg，
則這批實驗器材的總重力：G=mg=300kg×10N/kg=3000N，
實驗員搬運器材至少做的功：
W=Gh=3000N×7m=2.1×104J；
（2）由圖象可知，人體提供的功率最大時，每次搬運的器材質量m′=30kg，
由於一箱器材質量m0=10kg，則一次需要搬運箱數n=
=
=3；
（3）要求搬運時間最短，身體所提供的功率應最大，由圖象可知最大功率P=70W．
根據P=
可得最短時間：t=
=
=300s．
答：（1）該實驗員至少需要做功2.1×104J；（2）3；（3）他搬運這批實驗器材的最短時間為300s．
知識點：功率
題型：實驗,探究題
