a.如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
b.如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
c.如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。请针对以上操作回答下列问题:
猜想一:可能与骑行的速度有关;
猜想二:可能与圆弧形跑道的半径有关。
接着,语馨和小娟一起设计实验,并在实验室里通过实验验证猜想一。
把半径为0.5m的半圆轨道(左端连着横杆)通过杠杆在O点与墙壁活动连接(能绕O点在竖直方向自由转动),轨道置于压力传感器上时,传感器示数为1N。让质量为30g的同一小钢球分别从距离传感器表面不同高度的弧面A、B、C三处自由滚下。如图所示,观察、记录每次压力传感器达到的最大示数(注:小钢球到达最低点时的示数最大),记录如下表。
小钢球初始位置 |
A |
B |
C |
距压力传感器高度/m |
0.5 |
0.4 |
0.3 |
压力传感器达到的最大示数/N |
1.90 |
1.78 |
1.66 |
该实验可以得出的结论是。
若要验证猜想二,从控制变量角度考虑,需对上述实验进行哪两项改变?(不考虑小钢球与轨道之间的摩擦)①;
②。
实验后,她俩在与同学们的交流中,有了新的猜想:使骑行的自行车转弯需要的力还可能与人和车的总质量有关。于是,她俩又展开了后续实验探究……
如图甲所示,水平桌面上固定了一个导轨。导轨上的小车用细绳跨过定滑轮(摩擦不计)与重物相连,小车上固定一个宽为d=1厘米的挡光片。在导轨上A、B两个位置各固定一个光电门。光电门如图乙所示。光电门内有一束光从N射向M,M处装有光传感器。当有物体经过NM之间把光挡住时,传感器能记录光被挡住的时间t,这样就可求得挡光片经过光电门时的速度vA和vB。两个光电门配合使用还能测出挡光片从A运动到B的时间tAB。
实验步骤:
①保持重物P质量不变,让小车从OA间任意点释放,分别测出挡光片经过A、B两位置的挡光时间tA和tB , 以及挡光片从A运动到B的时间tAB , 计算出单位时间运动速度的改变量(用a1表示),即a1= 。重复实验。a1近似相等。
②增大重物质量且保持不变,让小车从OA间任意点释放,按照①的操作,计算出单位时间运动速度的改变量(用a2表示)。重复实验。a2近似相等,且a2>a1。
表面 | 小车运动的距离/厘米 | ||||||||
材料 | 从A处下滑 | 从B处下滑 | 从C处下滑 | ||||||
毛巾 | 44 | 45 | 45 | 27 | 28 | 27 | 14 | |13 | 13 |
棉布 | 50 | 51 | 50 | 31 | 30 | 31 | 16 | 15 | 16 |
木板 | 67 | 68 | 68 | 41 | 40 | 41 | 21 | 20 | 21 |
做匀速直线运动的物体在时间1内移动的距离s=vt,在它的v-t图像中(如图甲),阴影矩形的边长正好是v和t,可见,做匀速直线运动的物体移动的距离对应着v-t图像中阴影部分的面积,匀加速直线运动的物体移动的距离也有类似的关系。
现有一辆汽车在教练场上由静止开始沿平直道路做匀加速运动,在10s末速度达到10m/s,然后以此速度做50s的匀速直线运动,最后减速慢慢停下。