Question

【題目】現有30包大米，總質量為150kg（米袋質量不計），要你盡可能快地把它們搬上10m高處的庫房。若你每次只搬1包，你將要為克服自身重力而消耗大量的能量；若你想一次都搬上去，則可能寸步難行。假設你身體可以提供的用于搬物體的功率與被搬物體質量之間的關系如圖所示，計算：

（1）全部搬完后，人對30包大米做的功；

（2）要盡可能快地把大米搬上庫房，每次應搬幾包大米；

（3）完成這一工作，人對大米做功的最短時間。（注：不計搬起大米的時間）

Answer 1

【答案】（1）1.5×104J；（2）3包；（3）300s

【解析】

（1）．全部搬完后，人對30包大米做的功：

W=Gh=mgh=150kg×10N/kg×10m=1.5×104J；

（2）．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）狀態下工作，由圖可知，每次應搬動質量15kg的物體，功率最大，

1包大米的質量：

m0==5kg，

每次應搬大米的包數：

n==3包；

（3）．人對大米做功的最短時間：

t==300s。

答：（1）．全部搬完后，人對30包大米做的功是1.5×104J；

（2）．要盡可能快地把大米搬上庫房，每次應搬3包大米；

（3）．完成這一工作，人對大米做功的最短時間是300s。