试题

（2010·白下区二模）（1）某班级组织了一次物理课外实践活动，试比较全班同学中从一楼爬上三楼过程中谁的爬楼功率最大．为了简便获得比赛结果，则活动中至少测量的物理量是：人体的体重和．实验结束后，有位质量为50kg同学进行爬杆训练，当他沿竖直杆匀速上爬时，人受到的摩擦力大小为 N，方向（g=10N/kg）．
（2）学校新近买了30箱总质量为300kg的物理实验器材．现在，某实验员需要把这批实验器材搬运到14m高的物理实验室．则该实验员需要做功J（不考虑他克服自身重力所做的功，取g=10N/kg）；如图所示，假设他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，那么他每次搬运的箱子数应为个；若不考虑人自重、搬起箱子、放下箱子和下楼的时间，求他搬运这批实验器材的最短时间为 s．

解：（1）上楼是克服自身重力做功，功等于自身重力和楼高的乘积，功率等于功和时间的比值；
比较全班同学谁的爬楼功率最大时，因都是从一楼爬上三楼，所以上升的高度相同，只要再测出人体的重力和同学爬到三楼所需的时间即可．
质量为50kg同学匀速爬杆训练时：受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用，并且重力和摩擦力是一对平衡力，
因此摩擦力大小和他的重力相等，方向和重力的方向相反，即f=G=mg=50kg×10N/kg=500N，方向竖直向下．
（2）该实验员需要做的功：W=mgh=300kg×10N/kg×14m=4.2×10⁴J；
由图得功率最大时，搬运的物体质量为30Kg，一箱质量为

300kg

30

=10kg，所以一次搬运3箱；
要求搬运时间最短，身体所提供的功率应最大，即P=70W，
他搬运这批实验器材的最短时间为：t=

W

P

=

4.2×104J

70W

=600s．
故答案为：（1）同学爬到三楼所需的时间；500；竖直向上；
（2）4.2×10⁴J；3；600s．