在学习过机车启动问题之后,某物理兴趣小组决定按照图1做一个实验,测定一电动遥控玩具车的功率,具体步骤如下:

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  • 解题思路:(1)最后匀速的速度便是小车以额定功率运动的最大速度,由此根据纸带可求出小车最大速度.(2)利用逐差法可求出小车的加速度大小.(3)根据牛顿第二定律求出阻力;(4)小车在摩擦力力作用下减速运动,根据牛顿第二定律可求出摩擦力的大小. 当小车达到额定功率时有:P=Fv=fvm,据此可求出额定功率大小.

    (1)根据纸带可知,当所打的点点距均匀时,表示物体匀速运动,此时速度最大,故有:

    vm=[x/t]=[0.06/2×0.02]=1.50m/s

    (2)从右端开始取六段位移,各段分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6

    根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,

    得:x4-x1=3a1T2

    x5-x2=3a2T2

    x6-x3=3a3T2

    为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值,得:

    a=[1/3](a1+a2+a3

    解得:a=

    (0.0471+0.0525+0.0578)−(0.0312+0.0367+0.0420)

    9×(0.04)2m/s2=3.30m/s2

    (3)根据牛顿第二定律有:f=ma,将m=0.4kg代入得:

    f=0.4×3.30=1.32 N.

    (4)当汽车达到额定功率,匀速运动时,F=f,P=Fv=fvm

    代人数据解得:P=1.32×1.5=1.98 W

    故答案为:(1)1.50

    (2)3.30

    (3)1.32

    (4)1.98

    点评:

    本题考点: 测定匀变速直线运动的加速度.

    考点点评: 本题考查了功、功率问题在实际中应用,要理解机车的两种启动方式,正确分析启动过程中速度、加速度、功率等的变化情况.