Question

19．興趣小組為測(cè)一遙控電動(dòng)小車(chē)的空氣阻力，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
①用天平測(cè)出電動(dòng)小車(chē)的質(zhì)量為0.4kg；
②將電動(dòng)小車(chē)、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按如圖甲所示安裝；
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(chē)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（設(shè)小車(chē)在整個(gè)過(guò)程中小車(chē)所受的阻力恒定）．
在上述過(guò)程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上所打的部分點(diǎn)跡如圖乙所示．

請(qǐng)你分析紙帶數(shù)據(jù)，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1.5m/s；
（2）該電動(dòng)小車(chē)減速運(yùn)動(dòng)的加速度是2m/s²，空氣阻力為0.8N．

Answer 1

分析 當(dāng)小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小車(chē)的速度最大，結(jié)合位移和時(shí)間求出最大速度，根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出小車(chē)減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小，并根據(jù)牛頓第二定律，即可求解阻力大�。�

解答 解：（1）小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度最大，由紙帶可知，最大速度v=$\frac{x}{t}$=$\frac{0.06}{0.04}$=1.5m/s．
（2）在減速運(yùn)動(dòng)階段，在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差為△x=0.32cm=0.32m，
根據(jù)△x=a（2T）²得，a=$\frac{△x}{4{T}^{2}}$=$\frac{0.32×1{0}^{-2}}{4×0.0{2}^{2}}$=2m/s²．
 根據(jù)牛頓第二定律，則有：f=ma，
解得：f=0.4×2=0.8N；
故答案為：（1）1.5；（2）2，0.8．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論的運(yùn)用．