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质量m
楼高h
时间t
台秤
卷尺
秒表
测量同学正常上楼时功率的实验方案
1. 实验目的:测定每位同学正常上楼时的功率。
2. 实验原理:功率公式 $ P = \frac{W}{t} ,$其中上楼所做的功 $ W = Gh = mgh ,$故 $ P = \frac{mgh}{t} $($ m $ 为质量,$ g = 10\ \text{N/kg} ,$$ h $ 为楼高,$ t $ 为时间)。
3. 实验器材:体重计(测质量)、卷尺(测楼高)、秒表(测时间)。
4. 实验步骤:
① 用体重计测出每位同学的质量 $ m $ 并记录;
② 用卷尺测出上楼的高度 $ h $ 并记录;
③ 用秒表测出每位同学正常上楼所用的时间 $ t $ 并记录;
④ 代入公式 $ P = \frac{mgh}{t} $ 计算功率。
5. 数据记录与处理表格:
| 同学 | 质量 $ m/\text{kg} $ | 楼高 $ h/\text{m} $ | 时间 $ t/\text{s} $ | 功率 $ P/\text{W} $ |
|--------|-----------------------|----------------------|----------------------|----------------------|
| 同学1 | | | | |
| 同学2 | | | | |
| 同学3 | | | | |
6. 注意事项:实验时需注意安全,避免奔跑或拥挤;测量楼高时需确保卷尺竖直。
做功快慢
单位时
间 内所做的功
$P=\frac{W}{t}$
做功的多少
做功
所用时间的长短
2∶3
3∶2
1s内所做的功是1000J
A
D
C
B
(1)已知$v = 10\ m/s$,$t=1\ min = 60\ s$,由$v=\frac{s}{t}$得,$s=vt=10\ m/s×60\ s=600\ m$。
(2)汽车受到的阻力$f = 0.06G=0.06×5×10^{4}\ N=3×10^{3}\ N$,因汽车匀速行驶,牵引力$F = f=3×10^{3}\ N$,$W=Fs=3×10^{3}\ N×600\ m=1.8×10^{6}\ J$。
(3)$P=\frac{W}{t}=\frac{1.8×10^{6}\ J}{60\ s}=3×10^{4}\ W$。
(1) $600\ m$;(2) $1.8×10^{6}\ J$;(3) $3×10^{4}\ W$。
内所做的功
$ P=\frac Wt$
做功的多少
做功
所用时间的长短
B