13.实验:测量中学生爬楼梯的平均功率
【实验器材】
体重秤、刻度尺(卷尺)、秒表、粉笔、楼梯。
【实验目的】
测量中学生爬楼梯时的平均功率,理解平均功率的物理意义。
【实验原理】
。
【实验步骤】
A.用体重秤测量一名中学生的质量$m$,用刻度尺测量单级台阶的高度$h$,数出总台阶数$n$,计算楼梯总高度$H(H=$$)$,记录数据;
B.用粉笔标记楼梯的起点和终点,保证攀爬路径、高度一致;
C.中学生匀速爬完楼梯的时间$t$,重复3次;
D.更换不同质量的中学生,重复上述步骤,记录多组数据;
E.整理器材,清理粉笔标记。
【思考与讨论】
(1)实验中让同一名中学生重复三次实验,取时间的平均值的目的是什么?
(2)若秒表提前启动或延迟暂停,会对测量结果造成什么影响?
(3)实验中测量“平均功率”,而非“瞬时功率”,其原因是什么?如何能粗略测量瞬时功率?

13.【实验原理】$P=\frac{W}{t}$
【实验步骤】$nh$
【思考与讨论】(1)减小实验误差；
(2)都会导致平均功率的测量值偏小；
(3)中学生爬楼梯时速度难以保持完全恒定,秒表测量一段路程的总时间,计算出的是一段时间内做功的快慢,即平均功率。粗略测量瞬时功率的方法:让中学生保持匀速爬楼,此时平均功率近似等于瞬时功率;或降低攀爬的高度,测量某一小段路程的时间,粗略估算某时刻的瞬时功率。
[(1)多次实验取平均值可抵消秒表计时、爬楼速度微小变化带来的偶然误差,使测量的时间和平均功率更接近真实值；
(2)秒表提前启动或延迟暂停都会使记录的攀爬时间 t 偏大,由 $P=\frac{W}{t}=\frac{mghn}{t}$ 可知,h 和 m 不变,t 增大,功率偏小；
(3)平均功率对应一段过程或一段时间的功率,瞬时功率对应某一时刻或某一位置的功率;匀速运动时,物体做功快慢不变,平均功率与瞬时功率相等,可通过控制速度恒定实现近似测量。]