Question

2．某同學(xué)用如圖所示的裝置來(lái)測(cè)定一玩具電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定狀態(tài)下的輸出功率．
實(shí)驗(yàn)器材：玩具電動(dòng)機(jī)，帶有兩個(gè)固定鐵夾的鐵架臺(tái)，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，低壓交流電源垂錘，細(xì)線，米尺，紙帶，復(fù)寫紙片，天平等．
實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）如圖1所示，將玩具電動(dòng)機(jī)和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，固定在鐵架臺(tái)上，并與電源接好．把一根細(xì)線固定在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)輪上，細(xì)線下端連接在重錘上端，將紙帶的一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后，固定在垂錘上．
（2）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，啟動(dòng)玩具電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)重錘上升．
（3）經(jīng)過一段時(shí)間，關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電動(dòng)機(jī)，取下紙帶，進(jìn)行測(cè)量．
（4）用天平測(cè)出垂錘的質(zhì)量．
已知交流電源周期T=0.02s，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.80m/s²，某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得垂錘的質(zhì)量為500.0g，得到紙帶的一段如圖2所示，試回答下列問題：

（1）由紙帶上打下的點(diǎn)，可以判斷重錘做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）由已知量和測(cè)得量求得玩具電動(dòng)機(jī)的輸出功率P=2.96W．（保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紙帶上的點(diǎn)距的變化來(lái)確定運(yùn)動(dòng)情況；
（2）由于物體勻速運(yùn)動(dòng)，重力功率等于電動(dòng)機(jī)輸出功率功率，因此根據(jù)功率公式P=FV可以求出電動(dòng)機(jī)輸出功率；

解答 解：（1）因?yàn)楦鼽c(diǎn)之間的間距相等，故做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）因勻速直線運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力F=mg=4N，6個(gè)間距為L(zhǎng)=7.25cm=0.0725m，歷時(shí)t=6T=6×0.02=0.12s，因此其速度大小為：$v=\frac{L}{t}=\frac{0.0725}{0.12}m/s=0.604m/s$
所以輸出功率為：P=FV=mgV
其中m=500.00g=0.5kg
解得P=mgV=0.5×9.8×0.604W=2.96W
故答案為：（1）勻速直線運(yùn)動(dòng)；（2）2.96

點(diǎn)評(píng) 明確實(shí)驗(yàn)原理，熟練應(yīng)用物理基本規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題，注意基本公式的應(yīng)用要點(diǎn)，如單位要統(tǒng)一，及實(shí)驗(yàn)誤差分析，摩擦是實(shí)驗(yàn)誤差的重要來(lái)原之一．