Question

2．小强看到在没有起重机的情况下，工人要将油桶搬运上汽车，常常用如图24所示的方法．小强想：为什么不直接将油桶抬上车呢？难道这样做可以省力吗？小强带着疑问去查阅有关资料后了解到：用斜面搬运同一物体时的推力大小跟斜面长度、斜面高度、斜面粗糙程度等因素有关．小强根据以上查阅的资料提出了一个探究的问题：沿斜面推力的大小与斜面的长度有什么关系？

（1）你认为小强探究搬运同一物体时沿斜面推力的大小与斜面长度的关系时，应控制的变量有斜面高度、斜面粗糙程度．
（2）小强选用了一把弹簧秤、一块8N的长方体重物、五块长度不同的由同种材料做成的光滑木板，按如图所示进行了实验，实验时控制斜面高度为0.2m不变．实验测得的数据如表所示：

次数	物重G/N	斜面高h/m	弹簧称示数F/N	斜面长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

分析实验数据，小强得到的结论是：在斜面高度和粗糙程度一定时，斜面越长越省力．
（3）图2中四个图，你认为哪个图能正确表示F与L的关系？B．
（4）通过以上探究小强理解骑自行车上坡时走S形路线可以省力的道理，在交流时又提出了两个关于上坡的问题，请你回答：
①骑自行车上坡前可以加紧踩几下，其目的是让自行车具有较大的动能．
②载重汽车上坡前换低挡慢速行速，其目的是获得更大的牵引力．

Answer 1

分析 （1）当一个物理量与多个因素有关时，在研究问题时往往采用控制变量法；
（2）分析实验数据，从弹簧测力计示数和斜面长度的变化情况上就可以得出正确的结论；
（3）分析实验数据，推理实验图象，采用排除的方法就可以找到正确的图象；
（4）①自行车上坡时，车的动能转化为重力势能，为了能“冲”得更高，需要有更大的动能；
②汽车爬坡过程中，可由功率公式P=Fv来分析汽车的输出功率一定时，减小车速的原因．

解答 解：（1）用斜面搬运同一物体时的推力大小跟斜面长度、斜面高度、斜面粗糙程度等因素有关，研究推力大小跟与斜面长度的关系时采用控制变量法，控制斜面高度和斜面粗糙程度不变；
（2）分析表中数据不难发现，对同一物体来说，斜面的高度和粗糙程度一定时，斜面长度越大，弹簧测力计的示数越小，斜面越省力；
（3）从表中数据可见，推力F随着斜面长度L的增大而减小，排除A和D两个图象；
当斜面长度L无限大时，推力F就等于物体与斜面的水平摩擦力，不会等于0，故B正确，C错误．
（4）①骑自行车上坡前，往往要用力加紧蹬几下，这样车的动能就会增加，上坡时就会有更多的动能转化为重力势能，这样自行车就会爬得更高．
②汽车爬坡时，汽车的输出功率一定，由P=Fv可知，若速度减小，可以获得更大的牵引力；所以上坡时要减慢速度，以便增大牵引力．
故本题的答案为：（1）斜面高度、斜面粗糙程度；（2）在斜面高度和粗糙程度一定时，斜面越长越省力；（3）B；（4）①让自行车具有较大的动能；②获得更大的牵引力．

点评 此题主要考查了斜面的省力情况与哪些因素有关，以及控制变量法的应用、根据实验数据得出结论的能力、影响动能的因素以及功率计算公式的应用等．