Question

2．某同学用如图所示的装置来测定一玩具电动机在稳定状态下的输出功率．
实验器材：玩具电动机，带有两个固定铁夹的铁架台，电磁打点计时器，低压交流电源垂锤，细线，米尺，纸带，复写纸片，天平等．
实验步骤：
（1）如图1所示，将玩具电动机和电磁打点计时器，固定在铁架台上，并与电源接好．把一根细线固定在电动机的转轮上，细线下端连接在重锤上端，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在垂锤上．
（2）接通打点计时器的电源，启动玩具电动机带动重锤上升．
（3）经过一段时间，关闭打点计时器和电动机，取下纸带，进行测量．
（4）用天平测出垂锤的质量．
已知交流电源周期T=0.02s，当地的重力加速度g=9.80m/s²，某次实验测得垂锤的质量为500.0g，得到纸带的一段如图2所示，试回答下列问题：

（1）由纸带上打下的点，可以判断重锤做匀速直线运动．
（2）由已知量和测得量求得玩具电动机的输出功率P=2.96W．（保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据纸带上的点距的变化来确定运动情况；
（2）由于物体匀速运动，重力功率等于电动机输出功率功率，因此根据功率公式P=FV可以求出电动机输出功率；

解答 解：（1）因为各点之间的间距相等，故做的是匀速直线运动．
（2）因匀速直线运动，电动机的动力F=mg=4N，6个间距为L=7.25cm=0.0725m，历时t=6T=6×0.02=0.12s，因此其速度大小为：$v=\frac{L}{t}=\frac{0.0725}{0.12}m/s=0.604m/s$
所以输出功率为：P=FV=mgV
其中m=500.00g=0.5kg
解得P=mgV=0.5×9.8×0.604W=2.96W
故答案为：（1）匀速直线运动；（2）2.96

点评 明确实验原理，熟练应用物理基本规律解决实验问题，注意基本公式的应用要点，如单位要统一，及实验误差分析，摩擦是实验误差的重要来原之一．