Question

某同學用如圖所示的裝置來測定一玩具電動機在穩定狀態下的輸出功率．
實驗器材：
玩具電動機，帶有兩個固定鐵夾的鐵架臺，電磁打點計時器，低壓交流電源，重錘，細線，米尺，紙帶、復寫紙片，天平等．
實驗步驟：
①如圖1所示，將玩具電動機和電磁打點計時器固定在鐵架臺上，并與電源接好．把一根細線固定在電動機的轉輪上，細線下端連接在重錘上端，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后，固定在重錘上．
②啟動玩具電動機帶動重錘上升，同時接通打點計時器電源開始打點．
③經過一段時間，關閉打點計時器和電動機，取下紙帶，進行測量．
④用天平測出重錘的質量．
已知交流電源周期T=0.02s，當地的重力加速度為g=9.80m/s²，某次實驗測得重錘的質量為400.0g，得到的紙帶的一段如圖2所示．試回答下列問題：
   
（a）由紙帶上打下的點，可以判斷重錘做______運動．
（b）由已知量和測得量求得玩具電動機的輸出功率P=______W．
（c）你認為玩具電動機的實際輸出功率______計算值（填大于、等于或小于）．
原因是：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據紙帶上的點距的變化來確定運動情況；
（2）由于物體勻速運動，重力功率等于電動機輸出功率功率，因此根據功率公式P=FV可以求出電動機輸出功率；
（3）因存摩擦功耗，輸出功率大于計算值（重力功率）．
解答：解：（1）因為各點之間的間距相等，故做的是勻速直線運動．
故答案為：勻速直線．
（2）因勻速直線運動，電動機的動力F=mg=4N，6個間距為L=5.40cm=0.0540m，歷時t=6T=6×0.02=0.12s，因此其速度大小為：

所以輸出功率為：
P=FV=mgV=1.8W
故答案為：1.8．
（3）由于物塊上升過程中不可避免的要克服阻力做功，即電動機要克服重力和阻力做功，因此實際電動機輸出功率要大于所求功率．
故答案為：大于，克服阻力做功．
點評：明確實驗原理，熟練應用物理基本規律解決實驗問題，注意基本公式的應用要點，如單位要統一，及實驗誤差分析，摩擦是實驗誤差的重要來原之一．