Question

19．某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：
①用天平测出电动小车的质量为0.4 00kg；
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图1所示安装；
③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；
④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设在整个过程中小车所受的阻力恒定）．
在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的点迹如图2甲、乙所示，图中O点是打点计时器打的第一个点．
请你分析纸带数据，回答下列问题：（计算结果均保留三位有效数字）
（1）该电动小车运动的最大速度为1.50m/s；
（2）该电动小车运动过程中所受的阻力大小为1.60N；
（3）该电动小车的额定功率为2.40W．

Answer 1

分析 （1）相邻计数点的时间间隔为T=0.04s，间距最大的两点间速度最大，因此当小车匀速时速度最大；
（2）根据匀减速运动部分运用逐差法求出加速度大小，根据牛顿第二定律求出阻力；
（3）小车匀速运动时，牵引力等于阻力，求出牵引力的功率，P_额=fv_m．

解答 解：（1）小车匀速运动时，牵引力等于阻力，此时速度最大，最大速度为：
v=$\frac{x}{t}$=$\frac{6×1{0}^{-2}m}{0.04s}$=1.50 m/s．
（2）匀减速运动阶段有：
$a=\frac{△x}{{t}^{2}}≈4.00m/{s}^{2}$
根据牛顿第二定律有：
F_f=ma=-0.4×4=-1.60 N
（3）F=-F_f电动小车的额定功率：P=Fv=1.60×1.50 W=2.40 W．
故答案为：（1）1.50；（2）1.60；（3）2.40．

点评 明确实验原理，熟练应用运动学基础知识解决实验问题，注意基本公式的应用要点，如单位要统一等．