Question

15．某興趣小組為測(cè)一遙控電動(dòng)小車的額定功率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
①用天平測(cè)出電動(dòng)小車的質(zhì)量為0.4kg；
②將電動(dòng)小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按如圖1所示安裝；
③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（其打點(diǎn)周期為0.02s）；
④使電動(dòng)小車以額定功率加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度一段時(shí)間后關(guān)閉小車電源．待小車靜止時(shí)再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（設(shè)在整個(gè)過程中小車所受的阻力恒定）．在上述過程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上所打的點(diǎn)跡如圖甲、乙所示，圖中O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打的第一個(gè)點(diǎn)．請(qǐng)你分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問題：
（1）該電動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)的最大速度為1.50m/s；
（2）該電動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)過程中所受的阻力大小為1.60 N；
（3）該電動(dòng)小車的額定功率為2.40W．

Answer 1

分析 （1）相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.04s，間距最大的兩點(diǎn)間速度最大，因此當(dāng)小車勻速時(shí)速度最大；
（2）根據(jù)勻減速運(yùn)動(dòng)部分運(yùn)用逐差法求出加速度大小，根據(jù)牛頓第二定律求出阻力；
（3）小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力等于阻力，求出牽引力的功率，P_額=fv_m．

解答 解：（1）小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力等于阻力，此時(shí)速度最大，最大速度為：
v=$\frac{x}{t}$=$\frac{6×1{0}^{-2}m}{0.04s}$=1.50 m/s．
（2）勻減速運(yùn)動(dòng)階段有：
$a=\frac{△x}{{t}^{2}}≈4.00m/{s}^{2}$
根據(jù)牛頓第二定律有：
F_f=ma=-1.60 N
（3）F=-F_f電動(dòng)小車的額定功率：P=Fv=1.60×1.50 W=2.40 W．
故答案為：（1）1.50；（2）1.60；（3）2.40

點(diǎn)評(píng) 通過題意明確實(shí)驗(yàn)原理，熟練應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)驗(yàn)問題，注意基本公式的應(yīng)用要點(diǎn)，如單位要統(tǒng)一等．