Question

7．隨著物質(zhì)生活的不斷提高，鍛煉身體也顯得非常重要，爬樓梯就是一種既方便又環(huán)保的健身方式，小明同學(xué)想測出自己的爬樓的功率，可是不知道怎么做．請你利用所學(xué)的知識幫助小明設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：
（1）實(shí)驗(yàn)所需的測量工具：磅秤、刻度尺、秒表．
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①用磅秤測出小明的質(zhì)量m；
②用刻度尺測出上樓的高度h；
③用秒表測出上樓的時(shí)間t．
（3）根據(jù)測量數(shù)據(jù)計(jì)算爬樓的功率P=$\frac{mgh}{t}$（用字母表達(dá)）．
（4）小明先用較慢的速度爬樓梯，測得的功率為P₁，然后用較快的速度爬樓梯，測得的功率為P₂，則P₁＜P₂（選填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 上樓就是克服自身的重力做功，我們可以用臺秤測出自身的質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出重力，用卷尺測出樓高．
根據(jù)W=Gh求出上樓時(shí)所做的功．
用秒表測出上樓的時(shí)間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出上樓的功率．

解答 解：（1）爬樓的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Gh}{t}$=$\frac{mgh}{t}$，
測功率需要測出質(zhì)量m、上樓的高度h、上樓的時(shí)間t，
測m需要磅秤，測高度h需要刻度尺，測時(shí)間t需要秒表；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①用磅秤測出小明的質(zhì)量m；
②用刻度尺測出上樓的高度h；
③用秒表測出上樓的時(shí)間t；
（3）功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Gh}{t}$=$\frac{mgh}{t}$；
（4）小明上樓的所做的功W相等，小明先用較慢的速度爬樓梯，所用時(shí)間t較長，測得的功率為P₁，然后用較快的速度爬樓梯，所用時(shí)間t較小，測得的功率為P₂，W相同，由P=$\frac{W}{t}$可知，時(shí)間t越大，功率P越小，由此可知：P₁＜P₂；
故答案為：（1）刻度尺；秒表；（2）用刻度尺測出上樓的高度h；用秒表測出上樓的時(shí)間t；（3）$\frac{mgh}{t}$；（4）＜．

點(diǎn)評 此題是功率的測量性實(shí)驗(yàn)，功率是無法直接測量的，我們要能根據(jù)功率的公式推導(dǎo)出其需要測量的物理量，再設(shè)計(jì)合理的步驟進(jìn)行測量．