人骑自行车由静到动,除了要增加人和车的动能以外,还要克服空气及其他阻力做功.为了测量人骑自行车的功率,某活动小组进行了如下实验:在离出发线5m、10m、20m、30m、……70m的地方分别划上8条计时线,每条计时线附近站几个学生,手持秒表.听到发令员的信号后,受测者全力骑车由出发线启动,同时全体学生都开始计时.自行车每到达一条计时线,站在该计时线上的几个学生就停止计时,记下自行车从出发线到该条计时线的时间。实验数据记录如下(每个计时点的时间都取这几个同学计时的平均值):
| 运动距离s(m) | 0 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | ||||||||
| 运动时间t(s) | 0 | 2.4 | 4.2 | 6.3 | 7.8 | 9.0 | 10.0 | 11.0 | 12.0 | ||||||||
| 各段速度(m/s) | 2.08 | ① | 4.76 | 6.67 | 8.33 | ② | 10.0 | 10.0 | |||||||||
(1)以纵轴代表自行车运动的距离s,横轴代表运动的时间t,试作出s-t图。
(2)根据(1)作出的s-t图知,自行车在每一路段内的速度变化不是很大,因此可以用每一段的平均速度代替该段的速度.请计算出上述表格中空缺的①、②处的数据:
① ▲ (m/s);② ▲ (m/s)。
(3)本次实验中,设运动过程中,学生和自行车所受阻力与其速度大小成正比,其比例系数为15Ns/m则在20m—30m路段的平均阻力f1与30 m—40 m路段的平均阻力f2之比f1∶f2= ▲ ;若整个过程中该同学骑车的功率P保持不变,则P= ▲ W。
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如图是某一研究学习小组进行实验探究的一个实验装置,A是倾角一定的光滑斜面,B为板上垂悬着条形布帘的阻挡装置。当小球自斜面上某处由静止开始下滑且抵达水平面时,就立即遇到条形布帘的阻挡,它经过一定的位移x后停止运动。现进行如下操作并获得表一、表二的相关数据。(假设小球到达斜面底端与水平面碰撞时无能量损失)
(a)先保持小球下滑的高度h不变,采用大小相同质量不等的小球做实验,并测得表一所示的数据。
(b)保持小球质量不变,在不同高度处释放同一个小球,并测得表二所示的数据。
表一 表二
| m(Kg) | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 |
| x(m) | 0.08 | 0.16 | 0.24 | 0.32 |
| h(m) | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 |
| x(m) | 0.15 | 0.30 | 0.45 | 0.60 |
(1)根据表中数据,试写出m~x和h~x关系式: 、 。
(2)若在(b)中小球的质量m=0.20kg,则布帘对小球的阻力f= N。