Question

测定自己上楼时的功率有多大，是一项有意义也有趣的物理实践活动．如果现在你要测定自己爬上10m高楼的功率，设你的身体质量为50kg，上楼所用的时间是50s．（g=10N/kg）
（1）你爬楼的平均速度是多少？
（2）你爬楼的功率是多少？
（3）小科和几位同学准备做“比一比谁上楼的功率大”的活动，他们设计有三套方案：
甲方案：“控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬上楼的高度，算出功率进行比较．”乙方案：“控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼用的时间，算出功率进行比较．”丙方案：“测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出功率进行比较．”你认为哪一种或哪几种是可行的？（无须解释）

Answer 1

分析：（1）知道爬楼高度和时间，利用速度公式求爬楼的平均速度；
（2）爬楼的过程是克服自身重力做功的过程，首先计算自身体重G，再计算爬上10m高楼所做的功W，最后计算功率P；
（3）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．

解答：解：
（1）爬楼的平均速度：
v=

s

t

=

10m

50s

=0.5m/s；
（2）体重：G=mg=50kg×10N/kg=500N，
爬上10m高楼所做的功：W=Gh=500N×10m=5000J；
爬楼的功率：
P=

W

t

=

5000J

50s

=100W；
（3）爬楼是克服自身的重力做功，功率P=

ngh

t

，若做功时间t相同，测出各自的体重m和爬楼的高度h，mgh越大，功率就越大；
控制爬楼高度一定，测出各自的体重m和爬楼时间t，功率P=

ngh

t

，若

mg

t

的比值越大，功率就越大；
测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度，根据P=

ngh

t

求出功率，比较功率的大小．
所以三种方法都是可以的．
答：（1）爬楼的平均速度是0.5m/s；
（2）爬楼的功率是100W；
（3）三种方案都是可行的．

点评：本题考查了学生对速度公式、功率公式的掌握和应用，第三问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．