Question

学习了功率的知识后，小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动．
（1）测量所需要的器材有：

体重计

、

秒表

、

刻度尺

．
（2）他们设计了三套方案：①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出爬楼的功率并进行比较；②控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬楼的高度，算出爬楼做的功并进行比较；③控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼的时间，算出体重和时间的比值并进行比较．可行的是

D

A．只有①B．只有①②C．只有②③D．①②③都可以
（3）登楼梯比赛时，某同学从底楼匀速登上五楼，共用了20s，该同学登楼时克服重力做功的功率最接近于

B

A.3000W      B.300W     C.30W     D.3W．

Answer 1

分析：（1）爬楼过程中要克服重力做功，根据功率公式求出功率表达式，然后分析测量需要的器材；
（2）要比较功率的大小，有三种方法：
①做功时间一定，比较做功的多少，做功多的，功率大；
②做功的多少一定，做功时间短的，功率大；
③分别测出功率，进行比较．
比较功率不一定必须测出功率．
（3）先估算出该同学上楼所做的功，然后由功率公式求出他上楼的功率．

解答：解：（1）爬楼要克服自身重力做功，功率P=

W

t

=

Gh

t

=

mgh

t

，由P=

mgh

t

可知，
实验时需要测量：体重（质量m）、楼高h、爬楼所用时间t，
因此需要的实验器材为：体重计、秒表、刻度尺；
 （2）爬楼是克服自身的重力做功，爬楼功率P=

mgh

t

；
①测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度，由P=

mgh

t

求出功率，直接比较功率的大小；
②控制爬楼的时间相同，测出各自的体重，爬楼的高度，若mgh越大，功率就越大；
③控制爬楼高度相同，测出各自的体重，爬楼时间t，若

mg

t

的比值越大，功率就越大；
所以三种方法都是可以的，故D正确．
（3）同学的质量约为50kg，每层楼的高度约为3m，
上5楼所做的功约为W=mgh=50kg×10N/kg×4×3m=6000J，
功率约为P=

W

t

=

6000J

20s

=300W，故选B；
故答案为：（1）体重计；秒表；刻度尺；（2）D；（3）B．

点评：解答此题的关键是我们首先要知道爬楼是克服自身的重力做功，然后根据比较功率的方法来解答．