Question

4．生活中處處有物理請(qǐng)你用所學(xué)的物理知識(shí)回答下列問(wèn)題：

（1）如圖3所示，汽車(chē)是我們熟悉的交通工具，它給我們的生活提供了便利．汽車(chē)應(yīng)用了許多物理知識(shí)，請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)解答下列問(wèn)題：
A．汽油機(jī)是汽車(chē)的“心臟”，發(fā)動(dòng)機(jī)的做功沖程能量轉(zhuǎn)換情況是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
B．小轎車(chē)前方的擋風(fēng)玻璃是傾斜的，目的是為了使車(chē)內(nèi)物體所成的虛像位于玻璃的上方，不妨礙司機(jī)視線．
C．有的轎車(chē)尾部安裝一個(gè)“氣流偏導(dǎo)器”，它的上表面平直，底部呈弧形凸起，相當(dāng)于一個(gè)倒置的翅膀，工作原理是流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系．
D．汽車(chē)載重量越大，剎車(chē)距離就越長(zhǎng)，原因是物體的質(zhì)量越大慣性越大．
（2）小雨在學(xué)習(xí)了滑動(dòng)摩擦力之后，認(rèn)為兩物體間滑動(dòng)摩擦力的大小可能與兩物體間的接觸面積大小有關(guān)，于是她想通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究這個(gè)問(wèn)題．下面是她設(shè)計(jì)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：
方案一：木板水平固定，通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊，如圖所示：
方案二：木塊與彈簧測(cè)力計(jì)相連，彈簧測(cè)力計(jì)水平固定，通過(guò)細(xì)繩水平拉動(dòng)木板，如圖2所示：
A．兩方案中，你認(rèn)為更合理更便于測(cè)量出數(shù)據(jù)的是方案二（填“方案一”或“方案二”）
原因是：實(shí)驗(yàn)時(shí)不需要控制木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，便于實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)測(cè)力計(jì)是靜止的，便于對(duì)測(cè)力計(jì)讀數(shù)：
B．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要控制的變量有壓力和接觸面的粗糙程度；需要記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有接觸面積和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．

Answer 1

分析 （1）①汽油機(jī)中只有壓縮沖程和做功沖程中有能量的轉(zhuǎn)化，前者將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，后者將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
②小轎車(chē)前方的擋風(fēng)玻璃相當(dāng)于平面鏡，根據(jù)平面鏡的成像特點(diǎn)進(jìn)行分析；
③流體流速越大的位置壓強(qiáng)越小，這一規(guī)律既可為飛機(jī)等產(chǎn)生升力，又可使轎車(chē)的后部產(chǎn)生較大的抓地力，保持穩(wěn)定；
物體具有保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)慣性，慣性與物體的質(zhì)量有關(guān)；
（2）A、實(shí)驗(yàn)中我們是根據(jù)拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力的原理，才通過(guò)測(cè)力計(jì)讀出摩擦力大小的，因此，在操作時(shí)要保持物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這也是實(shí)驗(yàn)操作中較難保持的地方，方案b的改進(jìn)則很好地解決了這一問(wèn)題；
B、滑動(dòng)摩擦力可能跟接觸面積有關(guān)，研究?jī)烧咧�間的關(guān)系時(shí)，采用控制變量法，控制壓力和接觸面的粗糙程度不變，改變接觸面積大�。�

解答 解：
（1）①汽油機(jī)在做功沖程中，高溫的氣體內(nèi)能很大，對(duì)活塞做功，使內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
②根據(jù)物體在平面鏡中成像時(shí)，物像連線與鏡面垂直，物像到平面鏡距離相等．小汽車(chē)前面玻璃是傾斜的，汽車(chē)內(nèi)物體的像在汽車(chē)的上方，司機(jī)看前面道路時(shí)，物體的像不會(huì)影響司機(jī)的視線；
③“氣流偏導(dǎo)器”是使其上方氣流流速慢，壓強(qiáng)大，下方氣流流速快，壓強(qiáng)小，從而使尾翼上方的壓強(qiáng) 大于下方的壓強(qiáng)，能產(chǎn)生較大的抓地力；
④運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)在剎車(chē)時(shí)由于慣性會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，慣性與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大慣性越大，所以汽車(chē)載重量越大，剎車(chē)距離就越長(zhǎng)；
（2）A、方案一：用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊，當(dāng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊處于平衡狀態(tài)，拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力，由平衡條件可知，摩擦力等于測(cè)力計(jì)拉力，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)控制木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
方案二：拉動(dòng)木板，木塊靜止，木塊處于平衡狀態(tài)，木塊受到的拉力都等于測(cè)力計(jì)的拉力，實(shí)驗(yàn)時(shí)不需要控制木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，便于實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)測(cè)力計(jì)是靜止的，便于對(duì)測(cè)力計(jì)讀數(shù)；
所以兩種方案中，更合理、更易于操作的是方案二；
B、為了探究滑動(dòng)摩擦力的大小與兩物體間的接觸面積大小是否有關(guān)，可進(jìn)行的操作是：分別將同一長(zhǎng)方體木塊平放、側(cè)放、立放，并拉動(dòng)它做勻速直線運(yùn)動(dòng)，分別記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，然后比較拉力大�。�
故答案為：（1）①內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；②為了使車(chē)內(nèi)物體所成的虛像位于玻璃的上方，不妨礙司機(jī)視線；③流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系；④物體的質(zhì)量越大慣性越大；（2）A、方案二；實(shí)驗(yàn)時(shí)不需要控制木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，便于實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)測(cè)力計(jì)是靜止的，便于對(duì)測(cè)力計(jì)讀數(shù)；B、壓力和接觸面的粗糙程度；接觸面積和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．

點(diǎn)評(píng) （1）以汽車(chē)的相關(guān)物理知識(shí)為內(nèi)容，本題考查了汽油機(jī)的沖程及做功情況，擋風(fēng)玻璃的成像原理，流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系以及慣性的應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)等，考查較為全面，是一道不錯(cuò)的題目，值得關(guān)注；
（2）本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等，知道實(shí)驗(yàn)原理、正確應(yīng)用控制變量法即可正確解題；正確應(yīng)用控制變量法是正確解題的關(guān)鍵．