Question

2．某興趣小組為測一遙控電動小車的額定功率，進行了如下實驗：

a．用天平測出電動小車的質量為0.4kg；
b．將電動小車、紙帶和打點計時器按如圖甲所示安裝；
c．接通打點計時器（其打點周期為0.02s）；
d．使電動小車以額定功率加速運動，達到最大速度一段時間后關閉小車電源，待小車靜止時再關閉打點計時器（設在整個過程中小車所受的阻力恒定）．
在上述過程中，打點計時器在后半段紙帶上所打的部分點跡如圖乙所示．請你分析紙帶數據，回答下列問題：（結果保留2位有效數字）
①該電動小車運動的最大速度為1.5m/s；
②該電動小車運動過程中所受的阻力大小為1.6N；
③該電動小車的額定功率為2.4W．

Answer 1

分析 （1）最后勻速的速度便是小車以額定功率運動的最大速度，由此根據紙帶可求出小車最大速度．
（2）利用逐差法可求出小車的加速度大小，小車在摩擦力力作用下減速運動，根據牛頓第二定律可求出摩擦力的大小．
（3）當小車達到額定功率時有：P=Fv=fv_m，據此可求出額定功率大小．

解答 解：①根據紙帶可知，當所打的點點距均勻時，表示物體勻速運動，此時速度最大，故有：
v_m=$\frac{x}{t}$=1.5m/s
②從右端開始取四段位移，根據逐差法有：
a=$\frac{△x}{{t}^{2}}$=$\frac{（2.67+2.52-2.36-2.19）×0.01}{4×0.0{2}^{2}}$m/s²=4m/s²
根據牛頓第二定律有：f=ma，將m=0.6kg代入得：f=1.6N．
③當汽車達到額定功率，勻速運動時，F=f，P=Fv=fv_m，
代人數據解得：P=2.4W．
故答案為：①1.5；   ②1.6；  ③2.4；

點評 本題考查了功、功率問題在實際中應用，知道在平直路面行駛的車子，功率一定，當牽引力與阻力相等時，速度最大．