Question

1．某同学在学习了功率后，欲利用实验室中的打点计时器来测量一辆电动玩具小车正常行驶时的功率大小，实验装置如图甲所示．

其实验步骤如下：
①用天平测出玩具小车的质量为0.4kg
②接通打点计时器（打点周期为0.02s），待稳定后将小车以恒定功率释放，一段时间后关闭小车电源，打点计时器打出的一条纸带中的一部分如图乙所示（纸带左端与小车相连，相邻两计数点之间还有四个点未画出）．
回答下列问题：
（1）小车行驶的最大速度为0.8m/s；
（2）关闭小车电源后小车减速运动的加速度大小为0.4m/s²；
（3）该玩具小车的功率为0.128W．

Answer 1

分析 当小车做匀速运动时，小车的速度最大，结合位移和时间求出最大速度；
根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小车减速运动的加速度大小；
依据功率表达式，结合匀速运动时，f=F，即可求解．

解答 解：（1）小车匀速运动时，速度最大，由纸带可知，最大速度v=$\frac{x}{t}$=$\frac{8.00×1{0}^{-2}}{0.02×5}$m/s=0.8m/s．
（2）在减速运动阶段，根据△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）小车行驶达到最大速度时，牵引力等于摩擦力，
依据牛顿第二定律，则摩擦阻力f=ma，
根据功率表达式，那么玩具小车的功率为P=Fv=fv=mav=0.4×0.4×0.8W=0.128W，
故答案为：（1）0.8；（2）0.4；（3）0.128．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用，同时掌握功率的表达式，及牵引力的求解方法．