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(2011?青岛模拟)问题解决:
爸爸给儿子买了一个玩具电动车,他想测出该玩具电动车牵引力的功率.给你一只弹簧测力计、一把刻度尺、足够长的纸带若干条、滴墨水装置一个(一种由静脉输液器改装的装置,已知每隔相等的时间t滴一滴墨水),请你利用这些仪器测出该玩具电动车的牵引力的功率.
要求:①写出操作步骤;②推导出测量该车的牵引力功率的数学表达式.(设玩具电动车开动时做匀速直线运动,滴墨水装置可固定在车上且该装置重量不计.)
①操作步骤:
②表达式推导:
分析:根据实验的目的与所给出的器材,我们可考虑的基本思路是利用功率的公式做为基本原理,P=
W
t
=
Fs
t
=Fv,这里需要测量牵引力F的大小和小车运动的速度v.再按这一思路,利用现有器材进行设计.
解答:解:①操作步骤:
1、将滴墨水装置固定在玩具车上,将玩具车放在纸带上,玩具车在纸带上做匀速直线运动,会在纸带上留下一系列墨水“滴痕”,由于滴墨水装置每隔相等的时间t滴一滴墨水,表明纸带上任意相邻两个“滴痕”的时间间隔为t,算出n个“滴痕”间的时间ts;(n个“滴痕”间的间隔应为n-1)
2、用刻度尺测出上述n个“滴痕”间的距离s;
3、关闭玩具电动车的开关,用弹簧测力计在纸带上拉动小车,使小车运动时在纸带上留下的“滴痕”与先前一致,记录此时的拉力F;
4、用公式算出牵引力功率P.
②表达式推导:
ts=(n-1)t,
v=
s
ts
=
s
(n-1)t

P=Fv=
Fs
(n-1)t
点评:解决这一问题的关键是确定实验原理,再根据原理确定需要测量的量是什么.在这里牵引力的大小是通过两次等效实验来得出的,而速度则是通过借助滴墨水装置来测量,非常值得我们学习和借鉴.
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如图1是一种压力显示器工作的原理图.G为用电流表改装的显示压力大小的压力显示器,R0对压力传感器起保护作用.压力传感器的阻值R随压力F发生变化.已知压力传感器的阻值R随压力F变化的关系如下表所示.
压力F/N 0 100 200 300 400 500
阻值R/Ω 300 250 200 150 100 50
(1)根据表中数据写出压力传感器的阻值R与压力F关系的数学表达式
R=-0.5F+300
R=-0.5F+300
;(相关系数直接代入数值即可,不需要写出单位)
(2)压力传感器的阻值R与压力F关系用图2中的图线
b
b
来表示.

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