Question

14．某興趣小組為測(cè)一遙控電動(dòng)小車的額定功率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
①用天平測(cè)出電動(dòng)小車的質(zhì)量為0.3kg；
②將電動(dòng)小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按如圖所示安裝；

③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（其打點(diǎn)周期為0.02s）；
④使電動(dòng)小車以額定功率加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度一段時(shí)間后關(guān)閉小車電源，待小車靜止時(shí)再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
在上述過程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上所打的部分點(diǎn)跡如圖所示．

請(qǐng)你分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問題（計(jì)算結(jié)果取兩位有效數(shù)字）：
（1）小車的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程依次是：變加速 （選填勻加速或變加速）、勻速、勻減速；
（2）該電動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)的最大速度為1.5m/s；
（3）小車是在DE段關(guān)閉電源；
（4）該電動(dòng)小車被關(guān)閉電源后加速度大小為2m/s²；
（5）該電動(dòng)小車的額定功率為0.90W．

Answer 1

分析 最后勻速的速度便是小車以額定功率運(yùn)動(dòng)的最大速度，由此根據(jù)紙帶可求出小車最大速度．
小車在摩擦力力作用下減速運(yùn)動(dòng)，利用逐差法可求出小車的加速度大小．根據(jù)牛頓第二定律可求出摩擦力的大�。�
小車在摩擦力力作用下減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可求出摩擦力的大小．
 當(dāng)小車達(dá)到額定功率時(shí)有：P=Fv=fv_m，據(jù)此可求出額定功率大小

解答 解：（1）通過相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差不為常數(shù)可知為變加速運(yùn)動(dòng)
（2）做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大為v=$\frac{x}{t}=\frac{0.06}{0.04}m/s=1.5m/s$
（3）關(guān)閉電源之后小車做減速運(yùn)動(dòng)，故在相鄰相等時(shí)間內(nèi)位移之差等于常數(shù)△x=0.32cm，因從D點(diǎn)位移減小，但減小量小于0.32cm，故從DE開始減速
（4）根據(jù)△x=aT²得
a=$\frac{0.0032}{0.0{4}^{2}}m/{s}_{2}=2m/{s}^{2}$
（4）根據(jù)牛頓第二定律有：f=ma，
將m=0.3kg代人得：f=0.60N．
當(dāng)汽車達(dá)到額定功率，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)=f，P=Fv=fv_m，
代人數(shù)據(jù)解得P=0.90W
故答案為：（1）變加速；（2）1.5；（3）DE；（4）2.0；（5）0.90 W

點(diǎn)評(píng) 本題的難點(diǎn)是先根據(jù)紙帶求出關(guān)閉電源后小車的加速度，然后根據(jù)f=ma，以及勻速時(shí)F=f，以及P=fv_m求出小車的額定功率