Question

3．風(fēng)車是利用風(fēng)力做功的裝置，小明制作了一架小風(fēng)車，他想粗略測定風(fēng)車在一定風(fēng)速下做功的功率，實驗裝置如圖所示．
（1）觀察實驗裝置，小明是通過測量細(xì)線對回形針　做功的功率來測定風(fēng)車做功的功率；
（2）除了圖中的實驗器材，還必需的測量工具有：天平、刻度尺　和秒表；
（3）實驗時，逐漸增加掛在細(xì)線下的回形針數(shù)量，直到細(xì)線恰好緩慢勻速提升回形針為止．若測得回形針勻速上升的高度h、所用的時間t、回形針的總質(zhì)量m，則風(fēng)車做功的功率P=$\frac{mgh}{t}$�。ū磉_(dá)式中的物理量均用符號表示）；
（4）實驗過程中，風(fēng)車轉(zhuǎn)軸處總會有摩擦，摩擦較小與摩擦較大相比，摩擦較小時測得風(fēng)車的功率值會大于（選填“大于”、“小于”或“等于”）摩擦較大時的功率值．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，回形針隨風(fēng)車的轉(zhuǎn)動會上升，測量細(xì)線對回形針做功的功率即可測出風(fēng)車做功的功率；
（2）細(xì)線對回形針做的功W=Gh=mgh，功率P=$\frac{W}{t}$，據(jù)此確定實驗需要的器材；
（3）根據(jù)做功工作和功率公式得出細(xì)線對回形針做功的功率即為風(fēng)車做功功率的表達(dá)式；
（4）根據(jù)能量守恒定律回答．

解答 解：（1）由實驗裝置可知，通過測量細(xì)線對回形針做功的功率即可粗略測定風(fēng)車在一定風(fēng)速下做功的功率；
（2）由W=Gh=mgh可知，要測細(xì)線對回形針做的功需要天平測出回形針的總質(zhì)量m和刻度尺測出回形針上升的高度h，由P=$\frac{W}{t}$可得，要測出細(xì)線對回形針做功的功率需要秒表測出所用的時間t；
（3）測得回形針勻速上升的高度h、所用的時間t、回形針的總質(zhì)量m，則風(fēng)車做功的功率風(fēng)車做功的功率P=$\frac{W}{t}=\frac{Gh}{t}$=$\frac{mgh}{t}$；
（4）摩擦較小與摩擦較大相比，克服風(fēng)車轉(zhuǎn)軸處摩擦消耗的能量小，而總能量不變，所以測得風(fēng)車的功率值會大于摩擦較大時的功率值．
故答案為：（1）回形針；
（2）刻度尺；秒表；
（3）$\frac{mgh}{t}$；
（4）大于．

點評 本題考查了功率的測量、和對實驗誤差的分析及轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用，明白所給裝置的作用和本實驗的測量原理是關(guān)鍵．