Question

2．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：

a．用天平测出电动小车的质量为0.4kg；
b．将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；
c．接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；
d．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，打点计时器在后半段纸带上所打的部分点迹如图乙所示．请你分析纸带数据，回答下列问题：（结果保留2位有效数字）
①该电动小车运动的最大速度为1.5m/s；
②该电动小车运动过程中所受的阻力大小为1.6N；
③该电动小车的额定功率为2.4W．

Answer 1

分析 （1）最后匀速的速度便是小车以额定功率运动的最大速度，由此根据纸带可求出小车最大速度．
（2）利用逐差法可求出小车的加速度大小，小车在摩擦力力作用下减速运动，根据牛顿第二定律可求出摩擦力的大小．
（3）当小车达到额定功率时有：P=Fv=fv_m，据此可求出额定功率大小．

解答 解：①根据纸带可知，当所打的点点距均匀时，表示物体匀速运动，此时速度最大，故有：
v_m=$\frac{x}{t}$=1.5m/s
②从右端开始取四段位移，根据逐差法有：
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
根据牛顿第二定律有：f=ma，将m=0.6kg代入得：f=1.6N．
③当汽车达到额定功率，匀速运动时，F=f，P=Fv=fv_m，
代人数据解得：P=2.4W．
故答案为：①1.5；   ②1.6；  ③2.4；

点评 本题考查了功、功率问题在实际中应用，知道在平直路面行驶的车子，功率一定，当牵引力与阻力相等时，速度最大．