Question

某初三（3）班的同学们为了探究“功率与机械效率究竟有无关系”，特设计了一个实验：选了三个有一定代表性的同学，均抱起重力为G_砖的砖头从一楼跑到三楼，分别测出他们的功率和机械效率，从中去发现规律．
（1）写出所需实验器材：卷尺、磅秤、

 

．
（2）下表是记录实验数据的表格，请你补充完整所测的物理量．
（3）写出计算功率和机械效率的表达式（用上表中测量的物理量字母表示）．

Answer 1

分析：要解决此题一定要区别开功率和机械效率．
功率和机械效率是两个完全不同的物理量，具有不同的物理意义．功率是物体在单位时间内做的功，机械效率等于有用功与总功的比值．

解答：解：（1）功率等于物体在单位时间内做的功．所以此题还需要钟表来记录从一楼跑到三楼所用的时间．
故答案为：钟表；
（2）在此题中，有用功是克服砖头的重力做的功，除了要知道砖头的重力外，还要知道楼的高度．
额外功是克服人的重力做的功，所以除了知道楼高外，还要知道抱砖人的自身重力．
要求功率除了知道做的功外，还需要知道爬楼用的时间．
故答案为：自身重力（或质量）G/kg；楼高h/m；爬楼所用时间t/s．
（3）他们的功率指的是总功的功率．P=

W总

t

=

(G人+G砖)h

t

；
机械效率为：η=

W有用

W总

= 

G砖h

(G人+G砖)h

=

G砖

G人+ G砖

故答案为：P=

G人+G砖

t

；η=

G砖

(G人+G砖)

．

点评：此题主要考查了功率、机械效率的概念，考查了探究实验的设计，是一道很好的题目．