Question

1．某同學在學習了功率后，欲利用實驗室中的打點計時器來測量一輛電動玩具小車正常行駛時的功率大小，實驗裝置如圖甲所示．

其實驗步驟如下：
①用天平測出玩具小車的質(zhì)量為0.4kg
②接通打點計時器（打點周期為0.02s），待穩(wěn)定后將小車以恒定功率釋放，一段時間后關閉小車電源，打點計時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，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出）．
回答下列問題：
（1）小車行駛的最大速度為0.8m/s；
（2）關閉小車電源后小車減速運動的加速度大小為0.4m/s²；
（3）該玩具小車的功率為0.128W．

Answer 1

分析 當小車做勻速運動時，小車的速度最大，結合位移和時間求出最大速度；
根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車減速運動的加速度大��；
依據(jù)功率表達式，結合勻速運動時，f=F，即可求解．

解答 解：（1）小車勻速運動時，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）在減速運動階段，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）小車行駛達到最大速度時，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．

點評 解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，關鍵是勻變速直線運動推論的運用，同時掌握功率的表達式，及牽引力的求解方法．