Question

19．兴趣小组为测一遥控电动小车的空气阻力，进行了如下实验：
①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；
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（设小车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部分点迹如图乙所示．

请你分析纸带数据，回答下列问题：
（1）该电动小车运动的最大速度为1.5m/s；
（2）该电动小车减速运动的加速度是2m/s²，空气阻力为0.8N．

Answer 1

分析 当小车做匀速运动时，小车的速度最大，结合位移和时间求出最大速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小车减速运动的加速度大小，并根据牛顿第二定律，即可求解阻力大小．

解答 解：（1）小车匀速运动时，速度最大，由纸带可知，最大速度v=$\frac{x}{t}$=$\frac{0.06}{0.04}$=1.5m/s．
（2）在减速运动阶段，在连续相等时间内的位移之差为△x=0.32cm=0.32m，
根据△x=a（2T）²得，a=$\frac{△x}{4{T}^{2}}$=$\frac{0.32×1{0}^{-2}}{4×0.0{2}^{2}}$=2m/s²．
 根据牛顿第二定律，则有：f=ma，
解得：f=0.4×2=0.8N；
故答案为：（1）1.5；（2）2，0.8．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用．