Question

某課外實(shí)驗(yàn)小組為探測(cè)一遙控電動(dòng)小車(chē)的額定功率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：（如圖一）

A．用天平測(cè)出電動(dòng)小車(chē)的質(zhì)量為0.6kg；
B．將一長(zhǎng)直導(dǎo)軌水平放在實(shí)驗(yàn)桌上，電動(dòng)小車(chē)、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按如圖所示安裝；
C．接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（打點(diǎn)周期為0.02s）；
D．啟動(dòng)電動(dòng)小車(chē)，使其以額定功率加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度一段時(shí)間后關(guān)閉小車(chē)電源，待小車(chē)靜止時(shí)再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（在整個(gè)過(guò)程中小車(chē)所受的阻力可以認(rèn)為是恒定的）．在上述過(guò)程中，得到一條記錄紙帶，圖二中O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打的起始點(diǎn)，請(qǐng)分析本實(shí)驗(yàn)并回答下列問(wèn)題．
（1）該電動(dòng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的最大速度為_(kāi)_____m/s；
（2）關(guān)閉電源后小車(chē)的加速度大小為_(kāi)_____m/s²；
（3）該電動(dòng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的阻力大小為_(kāi)_____N；
（4）該電動(dòng)小車(chē)的額定功率為_(kāi)_____W．

Answer 1

（1）根據(jù)紙帶可知，當(dāng)所打的點(diǎn)點(diǎn)距均勻時(shí)，表示物體勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)速度最大，故有：
v_m=

x

t

=

0.06

0.02×2

=1.5m/s
（2）從右端開(kāi)始取六段位移，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T²
x₅-x₂=3a₂T²
x₆-x₃=3a₃T²
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)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）根據(jù)牛頓第二定律有：f=ma，將m=0.6kg代入得：
f=0.6×4=2.4N．
（4）當(dāng)汽車(chē)達(dá)到額定功率，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)=f，P=Fv=fv_m，
代入數(shù)據(jù)解得：P=2.4×1.5=3.6W．
故答案為：（1）1.5
（2）4.0
（3）2.4
（4）3.6