Question

7．借助斜面可以展开许多实验探究，阅读并回答下列问题：

（1）为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小乐同学设计了如图1甲、乙、丙所示的实验．将A、B、C三个小球（m_A=m_B＜m_c），推动小木块运动一段距离后静止，则：
①选择甲、乙两图所示的实验进行比较，是用来研究超速带来的安全隐患．
②选择甲、丙两图所示实验进行比较，可以得到的结论是在速度相同时，质量越大，汽车的动能越大，安全隐患越大．
（2）如图1丁所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，斜面和水平面平滑连接，且两者的粗糙程度相同，选项图中v、ρ、f和s分别表示物体速度大小、对接触面的压强大小、摩擦力大小和路程，则选项中对这一过程描述正确的是图2中的C．
（3）下表为某增氧机铭牌上的部分内容，则电动机在正常工作时的电阻约为1Ω．

型号	ACO-001
额定电压/V	12
额定电流/A	2
输出功率/W	20

Answer 1

分析 （1）动能大小的影响因素：质量和速度．质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；
（2）对照图示，结合控制变量法可得出结论．对物体受力分析可知，在斜面上时物体受到重力、支持力和摩擦力的作用，在这些力的作用下物体沿着斜面向下做匀加速直线运动，到达水平面上之后，在滑动摩擦力的作用下做匀减速运动，由此可以判断物体运动过程中的物理量的关系；
（3）根据电动机的输出功率与总功率、发热功率的关系列式，即可求得电动机的电阻．

解答 解：
（1）①甲、乙两图中的小车质量相同，速度不同，该实验说明在质量不变时，速度越大，汽车的动能越大，安全隐患越大；
②甲、丙两图是选择到达水平面的速度相等，质量不同的AC小球进行实验，该实验是研究超载带来的危害，超载是指汽车的速度一定时，质量越大动能越大；
（2）A、根据物体的受力情况，可以判断出物体先是在斜面上做匀加速直线运动，到达水平面上之后，做匀减速运动，所以物体运动的速度时间的图象应该是倾斜的直线，故A错误；
B、在整个运动的过程中，由于在斜面上时的压力、在水平面上时的压力不变，且在斜面上时的压力比在水平面上时的压力小，所以在斜面上时和在水平面上时压强也不变，且在斜面上时的压强比在水平面上的小，故B错误；
C、在整个运动的过程中，物体受到的都是滑动摩擦力，所以摩擦力的大小是不变的，并且由于在斜面上时的压力比在水平面上时的压力小，所以滑动摩擦力也比在水平面上的小，故C正确；
D、物体沿斜面由静止滑下是加速运动的，不是匀速的，所以物体的路程和时间的关系不应该是直线，应该为抛物线，故D错误．
故选C．
（3）电动机的总功率等于输出功率与发热功率之和，设电动机的电阻为R．
根据UI=I²r+P_出，得 R=$\frac{UI-{P}_{输出}}{{I}^{2}}$=$\frac{12V×2A-20W}{（2A）^{2}}$=1Ω．
故答案为：（1）①超速；②在速度相同时，质量越大，汽车的动能越大，安全隐患越大；（2）C；（3）1．

点评 （1）掌握控制变量法与转换法的运用，明确影响动能大小的因素，即可正确解题；
（2）本题考查图象的应用，解决本题的关键知道物体在整个过程中的运动规律，能根据图象读取有用信息；
（3）对于电动机等非纯电阻电路，关键要明确功率是怎样分配的，要注意输出功率与总功率、发热功率的关系和区别．