Question

19．我們曾多次用斜面探究實驗．圖甲是利用斜面“探究阻力對物體運動的影響”，圖乙是利用斜面“探究動能大小與哪些因素有關”，圖丙是“測定斜面的機械效率”．
（1）在甲、乙探究過程中，都讓小車或小球從斜面的同一高度自由下滑，這樣做的目的是到達斜面底端的速度相同．

（2）圖甲實驗中，水平面越光滑，小車運動距離越遠，因此雨雪天駕駛汽車應適當增大（選填“增大”或“減小”）汽車之間的距離．
（3）圖乙實驗中，速度一定時，小球質量越大，動能越大，由此可知，高速公路上的限速牌同時標有“100km/h”“120km/h”字樣，其中大客車的限速為100km/h（選填“小汽車”或者“大客車”）．
（4）圖丙實驗中，物體重力為4.5N，彈簧測力計示數為1.8N，斜面長為1.2m，高為0.3m，則斜面的效率為62.5%．物體沿斜面勻速上升時，所受拉力與摩擦力不是一對平衡力（選填“是”或者“不是”）

Answer 1

分析 （1）從相同高度滾下，到達斜面底端的速度相同．
（2）在圖甲中，通過接觸面的粗糙程度反映阻力的大小，又通過小車運動的距離遠近反映“阻力對物體運動的影響”，由圖知：阻力越小，小車運動的距離越遠；
（3）在圖乙中，讓小球從同一高度滾下，目的是控制小球的速度相同，改變質量，觀察木塊被推動距離，距離大說明小球對外做功越多，說明小球的動能越大；
（4）已知物體的重力和提升的高度（斜面高），根據公式W=Gh可求重力做功，即提升物體所做的有用功；
已知拉力的大小和拉力移動的距離（斜面長），根據公式W=Fs可求拉力對物體做的總功，根據總功和有用功求出額外功；
求出了有用功和總功，可利用公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$計算出機械效率；
對物體進行受力分析判斷拉力和摩擦力的關系．

解答 解：（1）在甲、乙探究過程中，都讓小車或小球從斜面的同一高度自由下滑，這樣做的目的是到達斜面底端的速度相同；
（2）圖甲實驗中，水平面越光滑，阻力越小，小車運動的距離越遠；在雨雪天駕駛汽車應適當增大汽車之間的距離，防止追尾發(fā)生交通事故；
（3）實驗中通過觀察木塊被推動距離大小，來判斷小球動能的大�。畧D乙實驗中，速度一定時，小球質量越大，由斜面上滑下時速度越大，動能越大，越不容易使車停下來，不同車型的汽車應限制不同的車速，大客車的質量大，慣性大，限制速度越小．故其中大客車的限速為100km/h；
（4）有用功為：W_有用=Gh=4.5N×0.3m=1.35J，拉力F對物體做的總功為：W_總=Fs=1.8N×1.2m=2.16J；
斜面的機械效率為：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{1.35J}{2.16J}$×100%=62.5%；
物體在斜面上勻速運動，故物體受到豎直向下的重力、垂直接觸面的支持力、沿斜面的摩擦力，故摩擦力和拉力不是平衡力．
故答案為：（1）到達斜面底端的速度相同；（2）遠；增大；（3）動能；大客車；（4）62.5%；不是．

點評 由木塊被撞擊距離的長短，來體現球的動能多少，是一種轉換法．要知道由小球起始點的高度可以決定小球剛到達水平面時的速度．