Question

2．小強(qiáng)看到在沒有起重機(jī)的情況下，工人要將油桶搬運(yùn)上汽車，常常用如圖24所示的方法．小強(qiáng)想：為什么不直接將油桶抬上車呢？難道這樣做可以省力嗎？小強(qiáng)帶著疑問去查閱有關(guān)資料后了解到：用斜面搬運(yùn)同一物體時(shí)的推力大小跟斜面長度、斜面高度、斜面粗糙程度等因素有關(guān)．小強(qiáng)根據(jù)以上查閱的資料提出了一個(gè)探究的問題：沿斜面推力的大小與斜面的長度有什么關(guān)系？

（1）你認(rèn)為小強(qiáng)探究搬運(yùn)同一物體時(shí)沿斜面推力的大小與斜面長度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制的變量有斜面高度、斜面粗糙程度．
（2）小強(qiáng)選用了一把彈簧秤、一塊8N的長方體重物、五塊長度不同的由同種材料做成的光滑木板，按如圖所示進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)控制斜面高度為0.2m不變．實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如表所示：

次數(shù)	物重G/N	斜面高h(yuǎn)/m	彈簧稱示數(shù)F/N	斜面長L/m
1	8	0.2	4.0	0.4
2	8	0.2	2.0	0.8
3	8	0.2	1.6	1.0
4	8	0.2	1.0	1.6
5	8	0.2	0.8	2.0

分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小強(qiáng)得到的結(jié)論是：在斜面高度和粗糙程度一定時(shí)，斜面越長越省力．
（3）圖2中四個(gè)圖，你認(rèn)為哪個(gè)圖能正確表示F與L的關(guān)系？B．
（4）通過以上探究小強(qiáng)理解騎自行車上坡時(shí)走S形路線可以省力的道理，在交流時(shí)又提出了兩個(gè)關(guān)于上坡的問題，請(qǐng)你回答：
①騎自行車上坡前可以加緊踩幾下，其目的是讓自行車具有較大的動(dòng)能．
②載重汽車上坡前換低擋慢速行速，其目的是獲得更大的牽引力．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)一個(gè)物理量與多個(gè)因素有關(guān)時(shí)，在研究問題時(shí)往往采用控制變量法；
（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)和斜面長度的變化情況上就可以得出正確的結(jié)論；
（3）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，推理實(shí)驗(yàn)圖象，采用排除的方法就可以找到正確的圖象；
（4）①自行車上坡時(shí)，車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，為了能“沖”得更高，需要有更大的動(dòng)能；
②汽車爬坡過程中，可由功率公式P=Fv來分析汽車的輸出功率一定時(shí)，減小車速的原因．

解答 解：（1）用斜面搬運(yùn)同一物體時(shí)的推力大小跟斜面長度、斜面高度、斜面粗糙程度等因素有關(guān)，研究推力大小跟與斜面長度的關(guān)系時(shí)采用控制變量法，控制斜面高度和斜面粗糙程度不變；
（2）分析表中數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，對(duì)同一物體來說，斜面的高度和粗糙程度一定時(shí)，斜面長度越大，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越小，斜面越省力；
（3）從表中數(shù)據(jù)可見，推力F隨著斜面長度L的增大而減小，排除A和D兩個(gè)圖象；
當(dāng)斜面長度L無限大時(shí)，推力F就等于物體與斜面的水平摩擦力，不會(huì)等于0，故B正確，C錯(cuò)誤．
（4）①騎自行車上坡前，往往要用力加緊蹬幾下，這樣車的動(dòng)能就會(huì)增加，上坡時(shí)就會(huì)有更多的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，這樣自行車就會(huì)爬得更高．
②汽車爬坡時(shí)，汽車的輸出功率一定，由P=Fv可知，若速度減小，可以獲得更大的牽引力；所以上坡時(shí)要減慢速度，以便增大牽引力．
故本題的答案為：（1）斜面高度、斜面粗糙程度；（2）在斜面高度和粗糙程度一定時(shí)，斜面越長越省力；（3）B；（4）①讓自行車具有較大的動(dòng)能；②獲得更大的牽引力．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查了斜面的省力情況與哪些因素有關(guān)，以及控制變量法的應(yīng)用、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力、影響動(dòng)能的因素以及功率計(jì)算公式的應(yīng)用等．