Question

1．某同學(xué)在學(xué)習(xí)了功率后，欲利用實(shí)驗(yàn)室中的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)測(cè)量一輛電動(dòng)玩具小車正常行駛時(shí)的功率大小，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．

其實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①用天平測(cè)出玩具小車的質(zhì)量為0.4kg
②接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（打點(diǎn)周期為0.02s），待穩(wěn)定后將小車以恒定功率釋放，一段時(shí)間后關(guān)閉小車電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶中的一部分如圖乙所示（紙帶左端與小車相連，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出）．
回答下列問(wèn)題：
（1）小車行駛的最大速度為0.8m/s；
（2）關(guān)閉小車電源后小車減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為0.4m/s²；
（3）該玩具小車的功率為0.128W．

Answer 1

分析 當(dāng)小車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小車的速度最大，結(jié)合位移和時(shí)間求出最大速度；
根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小；
依據(jù)功率表達(dá)式，結(jié)合勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，f=F，即可求解．

解答 解：（1）小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度最大，由紙帶可知，最大速度v=$\frac{x}{t}$=$\frac{8.00×1{0}^{-2}}{0.02×5}$m/s=0.8m/s．
（2）在減速運(yùn)動(dòng)階段，根據(jù)△x=a（2T）²得，
a=$\frac{6.61+6.19-7.00-7.40}{4×0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$ m/s²=0.4 m/s²．
（3）小車行駛達(dá)到最大速度時(shí)，牽引力等于摩擦力，
依據(jù)牛頓第二定律，則摩擦阻力f=ma，
根據(jù)功率表達(dá)式，那么玩具小車的功率為P=Fv=fv=mav=0.4×0.4×0.8W=0.128W，
故答案為：（1）0.8；（2）0.4；（3）0.128．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論的運(yùn)用，同時(shí)掌握功率的表達(dá)式，及牽引力的求解方法．