Question

某興趣小組研究一遙控電動小車，進行了如下實驗：
①用天平測出電動小車的質量為0.4kg，
②將電動小車、紙帶和打點計時器按如圖甲所示安裝；
③接通打點計時器（其打點周期為0.02s）；
④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（設小車在整個過程中小車所受的阻力恒定）．
在上述過程中，打點計時器在紙帶上所打的部分點跡如用乙所示．

請你分析紙帶數據，回容下列問題：
（1）該電動小車運動的最大速度為______m/s；
（2）該電動小車運動中所受到的阻力為______N；
（3）該電動小車的額定功率為______W．

Answer 1

【答案】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）小車在摩擦力力作用下減速運動，利用逐差法可求出小車的加速度大小．根據牛頓第二定律可求出摩擦力的大小．
（3）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．
 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==1.5m/s
（2）從右端開始取六段位移，
根據逐差法有：a==
其中T=0.04s，代入數據解得：a=2.0m/s²，方向與運動方向相反．
根據牛頓第二定律有：f=ma，將m=0.4kg代人得：f=0.80N．
（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=1.20W
故答案為：（1）1.5
（2）0.80
（3）1.20
點評：本題考查了功、功率問題在實際中應用，要理解機車的兩種啟動方式，正確分析啟動過程中速度、加速度、功率等的變化情況．