关于此实验
把负载提升得更高需要做更多的功。即使功不变，在更短的时间内完成提升也需要更大的功率。使用理想起重机比较负载和高度，然后改变持续时间，以区分能量传递量与能量传递速率。
学习目标
- 在控制其他变量不变的情况下，探究提升高度如何影响做功。
- 使用图表和数值读数来检验预测。
- 说明物理假设，以及该模型不再适用的情况。
使用方法
- 1在 5 s 内将 20 kg 的物体提升 3 m。检查做功是否为 588.6 J，功率是否为 117.72 W。
- 2保存曲线，然后将质量加倍。比较每个高度下的做功。
- 3在质量和高度不变的情况下，将用时减半。哪个读数会加倍？
- 4将高度设为零。解释为什么支撑力仍不为零，而做功为零。
模型
假设
- 提升过程中，负载以恒定速度竖直移动。忽略启动和停止时的瞬态过程。
- 不存在机械损耗。做功和功率指传递给负载的有效能量，而非电能输入。
在课堂上试试这个实验
- Q1两台电机在不同时间内将相同负载提升到相同高度。哪些物理量相同？
- Q2以 0.4 m/s 的速度提升 50 kg 的负载，需要多大的有效功率？
常见问题
为什么力不会随用时改变？
匀速运动时，提升力与重力平衡。缩短用时会提高速度，而不会改变所需的恒定提升力。
平均功率和瞬时功率一样吗？
在这部升降机理想的匀速运行阶段，是的。实际电机还需要功率来加速负载并克服损耗。