Question

3．某同學(xué)用如圖所示的裝置來測定一玩具電動機在穩(wěn)定狀態(tài)下的輸出功率．
實驗器材：玩具電動機、帶有兩個固定鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、低壓交流電源、重錘、細線、米尺、紙帶、復(fù)寫紙片、天平等．
實驗步驟：
①如圖1所示，將玩具電動機和電磁打點計時器固定在鐵架臺上，并與電源接好，把一根細線固定在電動機的轉(zhuǎn)輪上，細線下端連接在重錘上端，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后，固定在重錘上；
②啟動玩具電動機帶動重錘上升，接通打點計時器電源讓其開始打點；
③經(jīng)過一段時間，關(guān)閉打點計時器和電動機，取下紙帶，進行測量；
④用天平測出重錘的質(zhì)量．

已知交流電源周期T=0.02s，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g=9.8m/s²，某次實驗測得重錘的質(zhì)量為400.0g，得到的紙帶的一段如圖2所示．試回答下列問題：
（1）由紙帶上打下的點，可以判斷該時間內(nèi)重錘做勻速直線運動；
（2）由已知量和測得量求得玩具電動機的輸出功率P=1.76W；
（3）你認為玩具電動機的實際輸出功率＞計算值（填“＞”、“=”或“＜”），這是因為C．
A．選用的重錘質(zhì)量過大
B．選用的重錘質(zhì)量過小
C．空氣對重錘有阻力，打點計時器對紙帶也有阻力
D．實驗時操作不過細，導(dǎo)致數(shù)據(jù)測量不準(zhǔn)確．

Answer 1

分析 （1）通過紙帶相鄰兩點間的距離判斷重錘的運動情況；
（2）根據(jù)v=$\frac{x}{T}$求得重錘運動的速度，電動機的輸出功率等于重錘重力的瞬時功率；
（3）在運動過程中，由于紙帶與打點計時器間存在阻力，空氣對重錘存在阻力，故電動機的輸出功率還要克服這部分即可判斷

解答 解：（1）通過紙帶上的點可知，相鄰兩點間的距離x=0.009m相等，故重錘做勻變速直線運動；
（2）重錘運動的速度v=$\frac{x}{T}=\frac{0.009}{0.2}m/s=0.45m/s$
電動機的輸出功率等于重錘重力的瞬時功率，故P=mgv=0.4×9.8×0.45W=1.76W
（3）重錘在上升過程中，由于空氣阻力和紙帶與打點計時器間的阻力，使電動機的實際輸出功率要大于計算值，故實際功率大于計算值，
故答案為：（1）勻速直線
（2）1.76
（3）＞，C

點評 本題主要考查了能量守恒，明確在重錘上升過程中電動機的功率轉(zhuǎn)化形式，能通過紙帶上的點判斷運動