Question

【題目】斜面是簡單機(jī)械的一種，可用于克服垂直提升重力G的困難。幾名同學(xué)圍繞斜面展開如下幾個方面的研究(研究均忽略空氣阻力)：

（1）小華同學(xué)研究物體在斜面上運(yùn)動時的特點(diǎn)及受力情況，如圖甲，他將處于斜面底端A的木塊用力一推，木塊離開手后沿斜面向上運(yùn)動，經(jīng)過B點(diǎn)，最終停在C點(diǎn)。

①畫出當(dāng)物體處于B,C兩個位置時受到的摩擦力示意圖(作用點(diǎn)在物體的幾何中心·)

（________）

②“用力一推”這個過程說明力可以改變物體的________(選填“形狀”或“運(yùn)動狀態(tài)”)

③小凡認(rèn)為“物體具有慣性，所以物體離開手后能夠繼續(xù)向前運(yùn)動。物體最終靜止在C點(diǎn)也說明運(yùn)動過程中慣性會逐漸減小�！比绻�你認(rèn)為這個觀點(diǎn)是對的，請寫出判斷依據(jù)。如果你認(rèn)為這個觀點(diǎn)是錯的，請指出錯誤并改正。_____________

（2）小花同學(xué)猜想斜面的機(jī)械效率可能跟斜面的傾斜程度有關(guān)。利用圖乙的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用彈簧測力計勻速拉動物塊并記錄數(shù)據(jù)，表格是他的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	斜面的傾斜程度	物塊重力G/N	斜面高度h/m	拉力F/N	斜面長度s/m	機(jī)械效率η
1	較緩	10	0.2	5.5	1	36.4%
2	較陡	10	0.4	7.0	1	57.1%
3	最陡	10	0.6	8.5	1	70.6%

①通過分析幾次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，結(jié)論是：______________________

②第一次實(shí)驗(yàn)中，物塊所受斜面的摩擦力為___________N

（3）小埔同學(xué)研究物體沿斜面下滑過程中的能量轉(zhuǎn)化。如圖丙他將同一物體分別置于兩個高度相同但傾斜程度不同的斜面頂端并靜止釋放，物體均沿斜面運(yùn)動到底端。

①若斜面光滑，下滑過程物體的運(yùn)動速度__________（選填“增大”、“減小”或“不變”)②已知支持力為5N,斜面長1m,求支持力這個過程中做功__________J

③若兩斜面的材料相同，物體沿A斜面下滑到底端的速度為vA,物體沿B斜面下滑到底端的速度為vB,則vA_______vB(選填“>”“<”或“=”)，判斷的依據(jù)是：________________________。

Answer 1

【答案】見解析所示 運(yùn)動狀態(tài) 錯誤；一切物體在任何狀態(tài)下都具有慣性，慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)；物體最終靜止在C點(diǎn)是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇Φ淖饔?/span> 當(dāng)物重與斜面的粗糙程度一定時，斜面越陡，機(jī)械效率越高 3.5N 增大 0 > A圖中物體受到的摩擦力小，摩擦力做功小

【解析】

(1) ①[1]根據(jù)題意知道，當(dāng)木塊經(jīng)過B點(diǎn)時，相對斜面向上運(yùn)動，所以，木塊受到滑動摩擦力作用，方向與相對斜面運(yùn)動的方向相反，即沿斜面向下，如下圖：

當(dāng)木塊最終停在C點(diǎn)時，木塊相對斜面有沿斜面向下的運(yùn)動趨勢，所以，受到的是靜摩擦力，方向沿斜面向上，如下圖

②[2]用力一推，木塊離開手后沿斜面向上運(yùn)動，即木塊由靜止變成運(yùn)動，說明力改變了物體的運(yùn)動狀態(tài)；

③[3]該同學(xué)的觀點(diǎn)是錯誤的，因?yàn)閼T性是物體的屬性，一切物體在任何狀態(tài)下都具有慣性，且慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)；物體最終靜止在C點(diǎn)，狀態(tài)發(fā)生改變，是由于受到摩擦阻力的作用的結(jié)果；

(2) ①[4]分析表格數(shù)據(jù)知道，當(dāng)物重、斜面的粗糙程度與斜面的長度一定時，斜面越陡，機(jī)械效率越高；

②[5]由表中第1組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知道，有用功是：

W有 =Gh=10N×0.2m=2J

總功是：

W總=Fs=5.5N×1m=5.5J，

所以，額外功是：

W額=W總-W有=5.5J-2J=3.5J，

由于W額 =fs，所以摩擦力是：

(3) ①[6]若斜面光滑，下滑過程物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，所以運(yùn)動速度會增大；

②[7]由于物體受到的支持力與垂直，下滑過程中，物體沿支持力方向沒有移動距離，所以支持力做功為零；

③[8][9]根據(jù)題意知道，兩斜面材料相同，高度相同，斜面越陡，摩擦力越小，物體沿斜面下滑到底端時，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能則越大，即速度越大，所以vA>vB。