31.创造与探究
(1)探究小球的运动
如图,小球由A点沿光滑轨道自由运动到B点,小球到达B点的速度ν与高度h和小球质量m的关系,数据如下表。
则小球到达B点的速度v与
有关,且v
2=k
,其中k=
(填上数值和单位)
实验次数 | h/m | m/kg | v2/(m2•s﹣2) |
1 | 0.2 | 2.0×10﹣2 | 4.0 |
2 | 0.4 | 2.0×10﹣2 | 8.0 |
3 | 0.4 | 3.0×10﹣2 | 8.0 |
4 | 0.8 | 2.5×10﹣2 | 16.0 |
我们知道动能的大小可用公式E
k=
mv
2表示。当外力对物体做功时,物体的动能会改变,且外力做功的多少等于物体动能的改变量。若外力方向与物体运动方向相同时,物体的动能增大;若外力方向与物体运动方向相反时,物体的动能减小。
若上图中斜面的高度h为0.6m,小球由A点运动到水平面后由于惯性会继续运动,若小球运动时所受摩擦力F为自身重力的0.3倍,请计算出小球在水平面上运动的距离。
(2)设计“闯红灯违规证据记录器”
如图甲所示,现有电源两个,电磁继电器、光控开关、电控照相机和压敏电阻各一个,导线若干。请你利用以上器材设计了一种“闯红灯违规证据记录器”,用于机动车辆闯红灯时进行拍照记录。
①请按要求在图甲所示的虚线框中完成装置设计,要求:车辆正常通行时,电路中的指示灯发光;当光控开关接收到红光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到违规车的压力,它的阻值变小到一定值时,电控照相机工作,拍摄违规车辆。
②压敏电阻的阻值大小随着所受车辆的压力大小变化规律如图乙所示,已知控制电路电压为6V,继电器线圈电阻为10Ω,当控制电路中电流大于0.06A时,衔铁被吸引。这表明只有质量超过
的车辆违规时才会被拍照记录。