Question

18．學校買了一箱物理器材，小亮同學將它從一樓搬運到三樓，小紅同學想測量小亮同學搬運器材過程中對箱子做功的功率．
（1）測量所需要的器材有：磅秤、還需要刻度尺和秒表．
（2）小紅同學設計的測量步驟如下，其中多余的步驟是B
A、測出箱子的質(zhì)量m　　　　　　　B、測出樓梯的總長度L
C、測出一樓到三樓的豎直高度h　　D、測出小亮上樓所用的時間t
E、算出小亮搬運箱子的功率P
（3）用所測物理量計算功率的表達式是P=$\frac{mgh}{t}$．
（4）小亮同學從一樓到三樓的過程中他的重力勢能將增加．

Answer 1

分析 （1）解答此題要知道功率的計算公式，也就是該實驗的原理：P=$\frac{W}{t}$，公式中的功W=Gh=mgh．根據(jù)原理中的物理量來選擇所需的器材，進行測量并記錄數(shù)據(jù)．
（2）要估算該同學登樓時克服重力做功的功率，只要估測一下該同學的體重和從一樓到三樓的高度即可求出，沒有必要測出樓梯的總長度L．
（3）搬箱子上樓就是克服箱子的重力做功，做的功除以做功的時間就是功率；根據(jù)是P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Gh}{t}$=$\frac{mgh}{t}$分析．
（4）影響重力大小的因素：質(zhì)量和高度，物體的質(zhì)量越大、高度越大，物體的重力勢能越大．

解答 解：（1）測量小亮同學搬運器材過程中對箱子做功的功率，需結合公式P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Gh}{t}$=$\frac{mgh}{t}$．式中W是克服箱子的重力所做功，m為箱子的質(zhì)量，h為一樓到三樓的豎直高度，t為上樓所用的時間．所以需要磅秤測量箱子的質(zhì)量m、用刻度尺測量一樓到三樓的豎直高度h，用秒表測量上樓所用的時間t．
（2）由以上分析可知并不需要測量樓梯的總長度L．
（3）功率的表達式：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Gh}{t}$=$\frac{mgh}{t}$；
（4）小亮同學從一樓到三樓的過程中，他的質(zhì)量不變，高度增加，重力勢能增加．
故答案為：（1）刻度尺；秒表；（2）B；（3）$\frac{mgh}{t}$；（4）增加．

點評 本題考查了功率的測量、實驗功率的估算，關鍵是明白實驗的原理；體現(xiàn)了學有所用，理論聯(lián)系實際的新理念．