Question

18．学校买了一箱物理器材，小亮同学将它从一楼搬运到三楼，小红同学想测量小亮同学搬运器材过程中对箱子做功的功率．
（1）测量所需要的器材有：磅秤、还需要刻度尺和秒表．
（2）小红同学设计的测量步骤如下，其中多余的步骤是B
A、测出箱子的质量m　　　　　　　B、测出楼梯的总长度L
C、测出一楼到三楼的竖直高度h　　D、测出小亮上楼所用的时间t
E、算出小亮搬运箱子的功率P
（3）用所测物理量计算功率的表达式是P=$\frac{mgh}{t}$．
（4）小亮同学从一楼到三楼的过程中他的重力势能将增加．

Answer 1

分析 （1）解答此题要知道功率的计算公式，也就是该实验的原理：P=$\frac{W}{t}$，公式中的功W=Gh=mgh．根据原理中的物理量来选择所需的器材，进行测量并记录数据．
（2）要估算该同学登楼时克服重力做功的功率，只要估测一下该同学的体重和从一楼到三楼的高度即可求出，没有必要测出楼梯的总长度L．
（3）搬箱子上楼就是克服箱子的重力做功，做的功除以做功的时间就是功率；根据是P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Gh}{t}$=$\frac{mgh}{t}$分析．
（4）影响重力大小的因素：质量和高度，物体的质量越大、高度越大，物体的重力势能越大．

解答 解：（1）测量小亮同学搬运器材过程中对箱子做功的功率，需结合公式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为箱子的质量，h为一楼到三楼的竖直高度，t为上楼所用的时间．所以需要磅秤测量箱子的质量m、用刻度尺测量一楼到三楼的竖直高度h，用秒表测量上楼所用的时间t．
（2）由以上分析可知并不需要测量楼梯的总长度L．
（3）功率的表达式：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Gh}{t}$=$\frac{mgh}{t}$；
（4）小亮同学从一楼到三楼的过程中，他的质量不变，高度增加，重力势能增加．
故答案为：（1）刻度尺；秒表；（2）B；（3）$\frac{mgh}{t}$；（4）增加．

点评 本题考查了功率的测量、实验功率的估算，关键是明白实验的原理；体现了学有所用，理论联系实际的新理念．