Question

10．小明同學(xué)想測(cè)出自己從一樓跑到三樓做功的功率．
（1）測(cè)量所需要的器材有：臺(tái)秤、卷尺、秒表．
（2）小明同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下，其中多余的是B
A．測(cè)出自身所受的重力
B．測(cè)出樓梯的總長度
C．測(cè)出一樓到三樓的豎直高度
D．測(cè)出上樓所用的時(shí)間 
E．算出上樓的功率
（3）請(qǐng)你幫小明設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄表格：
（4）小明的質(zhì)量約為50kg，他以正常速度從教學(xué)樓的一樓走上二樓．請(qǐng)估算在此過程中小明上樓的功率最接近于C
A．1.5W　   B．15W    C．150W　   D．1500W．

Answer 1

分析 （1）上樓就是克服自身的重力做功，可以用臺(tái)秤測(cè)出小明的質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出重力，用米尺測(cè)出樓層的高度，同時(shí)用秒表來測(cè)量所用的時(shí)間．
（2）根據(jù)W=Gh求出上樓時(shí)所做的功，用秒表測(cè)出上樓的時(shí)間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出上樓的功率．
（3）結(jié)合實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的量，設(shè)計(jì)出記錄數(shù)據(jù)的表格．
（4）根據(jù)對(duì)相關(guān)物理量的估測(cè)，可計(jì)算得出功率的大小．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中要用臺(tái)秤測(cè)出小明的質(zhì)量，用米尺測(cè)出樓層的高度，用秒表來測(cè)量所用的時(shí)間，故需要的器材有：臺(tái)秤（或磅秤）、米尺（卷尺）、秒表；
（2）需要測(cè)量的是小明的質(zhì)量或重力、樓高、上樓時(shí)間，不需要測(cè)量的是樓梯的長度，因此多余的步驟是B．
（3）實(shí)驗(yàn)的表格如下：

人的質(zhì)量m/kg	上樓梯所用的時(shí)間t/s	一樓到三樓的豎直高度h/m	功率P/W

（4）已知小明的質(zhì)量，可以得到體重，一層樓的高度在3m左右，爬一層樓的時(shí)間大約10s，據(jù)此計(jì)算上樓的功率．
小明爬樓的功率為P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Gh}{t}$=$\frac{mgh}{t}$=$\frac{50kg×10N/kg×3m}{10s}$=150W．故C選項(xiàng)最接近．
故答案為：（1）臺(tái)秤（磅秤）、卷尺（米尺）、秒表；
（2）B；
（3）如上表．
（4）C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了功率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵是明白實(shí)驗(yàn)的原理，并會(huì)用表達(dá)式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；體現(xiàn)了學(xué)有所用，理論聯(lián)系實(shí)際的新理念．