Question

為了測量玩具遙控汽車的額定功率，某同學(xué)用天平測出其質(zhì)量為0.6kg，小車的最大速度由打點計時器打出的紙帶來測量，如圖所示，主要實驗步驟有：
A．給小車尾部系一條長紙帶，紙帶通過打點計時器；
B．接通打點計時器（電源頻率為50Hz），使小車以額定功率沿水平地面加速到最大速度，繼續(xù)運行一段時間后關(guān)閉小車發(fā)動機，使其由地面向前滑行直至停下；
C．處理紙帶上打下的點跡．

（1）由紙帶知遙控汽車的最大速度為

 

；汽車滑行時的加速度為

 

．
（2）汽車滑行的阻力為

 

；動摩擦因數(shù)為

 

，額定功率為

 

．（g取10m/s²，計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）紙帶上相鄰兩個計數(shù)點間距最大時汽車的速度最大，讀出位移，求出最大速度．根據(jù)推論△x=aT²求解加速度．
（2）根據(jù)牛頓第二定律求出汽車滑行的阻力，由摩擦力公式求解動摩擦因數(shù)．汽車的速度最大時，牽引力與阻力大小相等，求出額定功率．

解答：解：（1）汽車的最大速度為v_m=

x1+x2+x3

3T

=

4.01+4.00+3.99

6×0.02

×10-2m/s=1.00m/s
紙帶上最后6段對應(yīng)汽車做關(guān)閉發(fā)動機做減速運動，加速度為a=

(x7+x8+x9)-(x4+x5+x6)

9T2

=

(3.25+2.97+2.60)-(4.00+3.81+3.52)

9×0.042

×10-2m/s²=-1.73m/s²
（2）根據(jù)牛頓第二定律得
   f=ma=0.6×（-1.73）N≈-1.04N，動摩擦因數(shù)為μ=

f

mg

=

1.04

0.6×10

=0.173
當汽車勻速運動時，牽引力與阻力大小相等，即有F=f
則汽車的額定功率為P=Fv_m=fv_m=1.04×1W=1.04W
故答案為：
（1）1.00m/s，-1.73m/s²（2）1.04N，0.173，1.04W．

點評：本題考查紙帶處理的能力．求加速度要采用逐差法，可減小誤差．要注意保留有效數(shù)字．