Question

13．某興趣小組利用下列裝置測量小電動機的輸出功率，從左至右依次為小電動機、力傳感器及負載、打點計時器，其中力傳感器和負載通過與電動機相連，右側用鐵夾固定紙帶，小電動機工作后，通過細繩拉動力傳感器運動．若小電動機在電鍵閉合后即保持輸出功率恒定，則：

（1）該實驗用來測定小電動機輸出功率的原理是P=Fv（用公式表示）
（2）通過該實驗得到下圖的紙帶，相鄰兩個計數點間還有四個計時點未畫出，兩個計數點間的時間間隔為T．以下甲乙兩種數據處理方式，正確的是乙．甲：B點對應傳感器上的力為F₁，B點對應速度V_B=X_AC/2T；乙：F點對應傳感器上的力為F₂，F點對應速度V_F=X_EG/2T．
（3）從步驟（2）中選取了合適的方案并讀取力傳感器示數為8N，再利用紙帶上數據計算小電動機的輸出功率為3.2W．
（4）本實驗中，紙帶會受到限位孔的摩擦，同時也沒有平衡摩擦力，以上阻力是否會引起誤差否（填“是”或“否”）

Answer 1

分析 （1）測定小電動機輸出功率的原理公式P=Fv．
（2）根據傳感器的運動情況分析．是要注意公式v=$\frac{x}{t}$可以求變速直線運動的平均速度或勻速直線運動的速度．
（3）從步驟（2）中選取合適的方案，求出速度，再由P=Fv求解．
（4）本實驗中，與是否平衡摩擦力沒有關系．

解答 解：（1）測定小電動機輸出功率的原理是P=Fv，F由力傳感器測出，v由紙帶測出．
（2）由于AC段傳感器做的變加速運動，B點對應速度 v_B≠$\frac{{x}_{AC}}{2T}$．所以甲的方案不正確．
EG段傳感器做勻速直線運動，根據運動學公式可得F點對應速度 v_F=$\frac{{x}_{EG}}{2T}$，乙的方案是正確的．
故答案為：乙．
（3）由乙的方案可得：v_F=$\frac{{x}_{EG}}{2T}$=$\frac{80×1{0}^{-3}}{2×0.1}$=0.4m/s，所以小電動機的輸出功率為 P=Fv=8×0.4W=3.2W
（4）本題只要使傳感器做勻速直線運動，不需要平衡摩擦力．
故答案為：（1）P=Fv；（2）乙；（3）3.2W；（4）否．

點評 實驗的核心是實驗的原理，要能利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用，提高解決問題能力．