问题 问答题

某课外实验小组为探测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:(如图一)

A.用天平测出电动小车的质量为0.6kg;

B.将一长直导轨水平放在实验桌上,电动小车、纸带和打点计时器按如图所示安装;

C.接通打点计时器(打点周期为0.02s);

D.启动电动小车,使其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(在整个过程中小车所受的阻力可以认为是恒定的).在上述过程中,得到一条记录纸带,图二中O点是打点计时器打的起始点,请分析本实验并回答下列问题.

(1)该电动小车运动的最大速度为______m/s;

(2)关闭电源后小车的加速度大小为______m/s2

(3)该电动小车运动过程中所受的阻力大小为______N;

(4)该电动小车的额定功率为______W.

答案

(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:

vm=

x
t
=
0.06
0.02×2
=1.5m/s

(2)从右端开始取六段位移,

根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,

得:x4-x1=3a1T2

x5-x2=3a2T2

x6-x3=3a3T2

为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值

得:a=

1
3
(a1+a2+a3)=
(5.78+5.15+4.51)×0.01-(3.86+3.22+2.59)
9×(0.04)2

解得:a=4.0m/s2

(3)根据牛顿第二定律有:f=ma,将m=0.6kg代入得:

f=0.6×4=2.4N.

(4)当汽车达到额定功率,匀速运动时,F=f,P=Fv=fvm

代入数据解得:P=2.4×1.5=3.6W.

故答案为:(1)1.5

(2)4.0

(3)2.4

(4)3.6

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