Question

某实验小组在探究两名同学上楼时的功率与做功关系时，将记录的实验数据通过整理，作出了如图所示的高度-时间图象．其中m_甲=40kg，m_乙=50kg，g取10N/kg．根据图象，可知或可求得：
（1）甲同学10s内做功是______J；
（2）P_甲______P_乙（填“＞”“＜”或“=”）
（3）若乙同学以图示的功率，走着上楼1min，此时他所处的高度是______m，则他做的功是______J．

Answer

（1）得出图象中甲同学10s内上升的高度，即可根据W=Gh计算所做的功；
（2）根据W=Gh计算甲乙两同学在20s内所做的功；则根据P=比较功率的大小；
（3）若乙同学以图示的功率，走着上楼1min，根据s=vt高度，根据W=Pt所做的功．
【解析】
（1）由图象可知：甲同学10s内上升的高度为6m，
∵G甲=m甲g=40kg×10N/kg=400N；
∴W甲=G甲h甲=400N×6m=2400J．
（2）由图象可知：乙同学10s内上升的高度为3m，
∵G乙=m乙g=50kg×10N/kg=500N；
∴W乙=G乙h乙=500N×3m=1500J．
∴根据P=得：
P甲===240W，
P乙===150W，
∴P甲＞P乙，
（3）∵乙同学走着上楼的速度为：v乙===0.3m/s，
∴当t′=1min=60s时，s′=v乙t′=0.3m/s×60s=18m；
W′=P乙t′=150W×60s=9000J．
故答案为：（1）2400；（2）＞；（3）18；9000．