Question

19．我们曾多次用斜面探究实验．图甲是利用斜面“探究阻力对物体运动的影响”，图乙是利用斜面“探究动能大小与哪些因素有关”，图丙是“测定斜面的机械效率”．
（1）在甲、乙探究过程中，都让小车或小球从斜面的同一高度自由下滑，这样做的目的是到达斜面底端的速度相同．

（2）图甲实验中，水平面越光滑，小车运动距离越远，因此雨雪天驾驶汽车应适当增大（选填“增大”或“减小”）汽车之间的距离．
（3）图乙实验中，速度一定时，小球质量越大，动能越大，由此可知，高速公路上的限速牌同时标有“100km/h”“120km/h”字样，其中大客车的限速为100km/h（选填“小汽车”或者“大客车”）．
（4）图丙实验中，物体重力为4.5N，弹簧测力计示数为1.8N，斜面长为1.2m，高为0.3m，则斜面的效率为62.5%．物体沿斜面匀速上升时，所受拉力与摩擦力不是一对平衡力（选填“是”或者“不是”）

Answer 1

分析 （1）从相同高度滚下，到达斜面底端的速度相同．
（2）在图甲中，通过接触面的粗糙程度反映阻力的大小，又通过小车运动的距离远近反映“阻力对物体运动的影响”，由图知：阻力越小，小车运动的距离越远；
（3）在图乙中，让小球从同一高度滚下，目的是控制小球的速度相同，改变质量，观察木块被推动距离，距离大说明小球对外做功越多，说明小球的动能越大；
（4）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W=Gh可求重力做功，即提升物体所做的有用功；
已知拉力的大小和拉力移动的距离（斜面长），根据公式W=Fs可求拉力对物体做的总功，根据总功和有用功求出额外功；
求出了有用功和总功，可利用公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$计算出机械效率；
对物体进行受力分析判断拉力和摩擦力的关系．

解答 解：（1）在甲、乙探究过程中，都让小车或小球从斜面的同一高度自由下滑，这样做的目的是到达斜面底端的速度相同；
（2）图甲实验中，水平面越光滑，阻力越小，小车运动的距离越远；在雨雪天驾驶汽车应适当增大汽车之间的距离，防止追尾发生交通事故；
（3）实验中通过观察木块被推动距离大小，来判断小球动能的大小．图乙实验中，速度一定时，小球质量越大，由斜面上滑下时速度越大，动能越大，越不容易使车停下来，不同车型的汽车应限制不同的车速，大客车的质量大，惯性大，限制速度越小．故其中大客车的限速为100km/h；
（4）有用功为：W_有用=Gh=4.5N×0.3m=1.35J，拉力F对物体做的总功为：W_总=Fs=1.8N×1.2m=2.16J；
斜面的机械效率为：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{1.35J}{2.16J}$×100%=62.5%；
物体在斜面上匀速运动，故物体受到竖直向下的重力、垂直接触面的支持力、沿斜面的摩擦力，故摩擦力和拉力不是平衡力．
故答案为：（1）到达斜面底端的速度相同；（2）远；增大；（3）动能；大客车；（4）62.5%；不是．

点评 由木块被撞击距离的长短，来体现球的动能多少，是一种转换法．要知道由小球起始点的高度可以决定小球刚到达水平面时的速度．