Question

測(cè)定自己上樓時(shí)的功率有多大，是一項(xiàng)有意義也有趣的物理實(shí)踐活動(dòng)．如果現(xiàn)在你要測(cè)定自己爬上10m高樓的功率，設(shè)你的身體質(zhì)量為50kg，上樓所用的時(shí)間是50s．（g=10N/kg）
（1）你爬樓的平均速度是多少？
（2）你爬樓的功率是多少？
（3）小科和幾位同學(xué)準(zhǔn)備做“比一比誰(shuí)上樓的功率大”的活動(dòng)，他們?cè)O(shè)計(jì)有三套方案：
甲方案：“控制爬樓的時(shí)間相同，測(cè)量出各自的體重、爬上樓的高度，算出功率進(jìn)行比較．”乙方案：“控制爬樓的高度相同，測(cè)量出各自的體重、爬樓用的時(shí)間，算出功率進(jìn)行比較．”丙方案：“測(cè)量出各自的體重、爬樓用的時(shí)間和爬樓的高度，算出功率進(jìn)行比較．”你認(rèn)為哪一種或哪幾種是可行的？（無須解釋）

Answer 1

分析：（1）知道爬樓高度和時(shí)間，利用速度公式求爬樓的平均速度；
（2）爬樓的過程是克服自身重力做功的過程，首先計(jì)算自身體重G，再計(jì)算爬上10m高樓所做的功W，最后計(jì)算功率P；
（3）要比較功率的大小，有三種方法：
①做功時(shí)間一定，比較做功的多少，做功多的，功率大；
②做功的多少一定，做功時(shí)間短的，功率大；
③分別測(cè)出功率，進(jìn)行比較．
比較功率不一定必須測(cè)出功率．

解答：解：
（1）爬樓的平均速度：
v=

s

t

=

10m

50s

=0.5m/s；
（2）體重：G=mg=50kg×10N/kg=500N，
爬上10m高樓所做的功：W=Gh=500N×10m=5000J；
爬樓的功率：
P=

W

t

=

5000J

50s

=100W；
（3）爬樓是克服自身的重力做功，功率P=

ngh

t

，若做功時(shí)間t相同，測(cè)出各自的體重m和爬樓的高度h，mgh越大，功率就越大；
控制爬樓高度一定，測(cè)出各自的體重m和爬樓時(shí)間t，功率P=

ngh

t

，若

mg

t

的比值越大，功率就越大；
測(cè)出各自的體重、爬樓時(shí)間和爬樓的高度，根據(jù)P=

ngh

t

求出功率，比較功率的大小．
所以三種方法都是可以的．
答：（1）爬樓的平均速度是0.5m/s；
（2）爬樓的功率是100W；
（3）三種方案都是可行的．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)速度公式、功率公式的掌握和應(yīng)用，第三問的關(guān)鍵是我們首先要知道爬樓是克服自身的重力做功，然后根據(jù)比較功率的方法來解答．