问题 填空题

下面两个实验中都使用了打点计时器:

(1)在利用打点计时器验证自由下落物体的机械能守恒的实验中,设在打O点时释放物体,打点计时器打A点时物体速度为v,OA之间的距离为h,一同学在实验报告中称,他测得v=2.38m/s,h=28.76cm,据此可得:

1
2
v2=2.832m2/s2,gh=2.818m2/s2,在误差允许的范围内两者相等.但老师认为数据失实,其理由是______.

(2)某兴趣小组为测定一遥控电动小车的额定功率,进行如下实验:

①用天平测出电动小车的质量为1.0Kg;

②将电动小车、纸带和打点计时器按如下图所示安装;

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部分点迹如下图乙所示.请你分析纸带数据,回答下面两个问题:

(1)电动小车的最大速度为______m/s,(2)该电动小车的额定功率为______W.

答案

(1)由于空气阻力、摩擦影响动能增量应略小于重力势能减少量,所以老师认为数据失实.

(2)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:

vm=

x
t
=1.50m/s

从右端开始取六段位移,

根据逐差法有:a=

△x
T2
=
(0.0578+0.0535+0.0504)-(0.0471+0.0440+0.0407)
(3×0.04)2
=2.1m/s2,方向与运动方向相反.

根据牛顿第二定律有:f=ma,将m=1.0kg代人得:f=2.1N.

当汽车达到额定功率,匀速运动时,F=f,P=Fv=fvm

代人数据解得P=3.0W.

故答案为:(1)由于重物下滑过程中需要克服阻力做功,因此重力势能的减小量略大于动能的增加量;(2)(1)1.50;(2)3.0

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