Question

19．興趣小組為測一遙控電動小車的空氣阻力，進行了如下實驗：
①用天平測出電動小車的質量為0.4kg；
②將電動小車、紙帶和打點計時器按如圖甲所示安裝；
③接通打點計時器（其打點周期為0.02s）；
④使電動小車加速運動，達到最大速度一段時間后關閉小車電源，待小車靜止時再關閉打點計時器（設小車在整個過程中小車所受的阻力恒定）．
在上述過程中，打點計時器在紙帶上所打的部分點跡如圖乙所示．

請你分析紙帶數(shù)據，回答下列問題：
（1）該電動小車運動的最大速度為1.5m/s；
（2）該電動小車減速運動的加速度是2m/s²，空氣阻力為0.8N．

Answer 1

分析 當小車做勻速運動時，小車的速度最大，結合位移和時間求出最大速度，根據連續(xù)相等時間內的位移之差是一恒量求出小車減速運動的加速度大小，并根據牛頓第二定律，即可求解阻力大小．

解答 解：（1）小車勻速運動時，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）在減速運動階段，在連續(xù)相等時間內的位移之差為△x=0.32cm=0.32m，
根據△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．

點評 解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，關鍵是勻變速直線運動推論的運用．