已知电动玩具小车在水平面上运动过程所受阻力与速度成正比。接通电源后小车的电动机以额定功率运转。为测定该电动机的额定功率,首先用弹簧秤以1.5N的水平恒力,拉动小车沿

◎ 题目

已知电动玩具小车在水平面上运动过程所受阻力与速度成正比。接通电源后小车的电动机以额定功率运转。为测定该电动机的额定功率,首先用弹簧秤以1.5N的水平恒力,拉动小车沿水平面运动,小车尾部夹有纸带,运动过程中打点计时器打出的部分纸带如右上图所示;然后换掉纸带,接通小车的电动机,电动机以额定功率工作,让小车仍在该水平面上运动,打点计时器打出的部分纸带如右下图所示。(两图中每相邻两个计数点之间都还有打点计时器打下的4个点未画出,电源频率为50Hz。相邻计数点间的距离已标在图上,单位mm。)由以上两步操作可知:小车所受阻力大小与速度大小的比例系数为  __ ;小车上电动机的额定功率为     

◎ 答案

5N?s/m     0.45W

◎ 解析


分析:(1)根据上面一条纸带可以求出小车在弹簧秤作用下做匀速运动的速度,且此时f=F,再根据f=kv即可求出小车所受阻力大小与速度大小的比例系数;
(2)根据下面一条纸带可以求出小车在额定功率下做匀速运动的速度,此时牵引力F=f,根据P=Fv即可求得额定功率.
解:由上面一条纸带可知,小车做匀速运动时,0.1s时间内的位移为0.04m,则v1==m/s=0.4m/s
小车做匀速运动,受力平衡,所以f=F=2N
又因为玩具小车在水平面上运动过程所受阻力与速度成正比,即f=kv1
k===5Ns/m
由下面一条纸带可知,小车做匀速运动时,0.1s时间内的位移为0.03m,则v2==m/s=0.3m/s
此时做匀速运动,受力平衡,所以牵引力F=f,则
P=Fv=kv22=5×0.3×0.3W=0.45W
故答案为:5Ns/m;0.45W

◎ 知识点

    专家分析,试题“已知电动玩具小车在水平面上运动过程所受阻力与速度成正比。接通电源后小车的电动机以额定功率运转。为测定该电动机的额定功率,首先用弹簧秤以1.5N的水平恒力,拉动小车沿…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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