Question

7．借助斜面可以展開許多實(shí)驗(yàn)探究，閱讀并回答下列問題：

（1）為了模擬研究汽車超載和超速帶來的安全隱患，小樂同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1甲、乙、丙所示的實(shí)驗(yàn)．將A、B、C三個(gè)小球（m_A=m_B＜m_c），推動(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止，則：
①選擇甲、乙兩圖所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，是用來研究超速帶來的安全隱患．
②選擇甲、丙兩圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，可以得到的結(jié)論是在速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，汽車的動(dòng)能越大，安全隱患越大．
（2）如圖1丁所示，物體沿斜面由靜止滑下，在水平面上滑行一段距離后停止，斜面和水平面平滑連接，且兩者的粗糙程度相同，選項(xiàng)圖中v、ρ、f和s分別表示物體速度大小、對接觸面的壓強(qiáng)大小、摩擦力大小和路程，則選項(xiàng)中對這一過程描述正確的是圖2中的C．
（3）下表為某增氧機(jī)銘牌上的部分內(nèi)容，則電動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)的電阻約為1Ω．

型號	ACO-001
額定電壓/V	12
額定電流/A	2
輸出功率/W	20

Answer 1

分析 （1）動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量和速度．質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；
（2）對照圖示，結(jié)合控制變量法可得出結(jié)論．對物體受力分析可知，在斜面上時(shí)物體受到重力、支持力和摩擦力的作用，在這些力的作用下物體沿著斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)水平面上之后，在滑動(dòng)摩擦力的作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)，由此可以判斷物體運(yùn)動(dòng)過程中的物理量的關(guān)系；
（3）根據(jù)電動(dòng)機(jī)的輸出功率與總功率、發(fā)熱功率的關(guān)系列式，即可求得電動(dòng)機(jī)的電阻．

解答 解：
（1）①甲、乙兩圖中的小車質(zhì)量相同，速度不同，該實(shí)驗(yàn)說明在質(zhì)量不變時(shí)，速度越大，汽車的動(dòng)能越大，安全隱患越大；
②甲、丙兩圖是選擇到達(dá)水平面的速度相等，質(zhì)量不同的AC小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)是研究超載帶來的危害，超載是指汽車的速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大；
（2）A、根據(jù)物體的受力情況，可以判斷出物體先是在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)水平面上之后，做勻減速運(yùn)動(dòng)，所以物體運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間的圖象應(yīng)該是傾斜的直線，故A錯(cuò)誤；
B、在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過程中，由于在斜面上時(shí)的壓力、在水平面上時(shí)的壓力不變，且在斜面上時(shí)的壓力比在水平面上時(shí)的壓力小，所以在斜面上時(shí)和在水平面上時(shí)壓強(qiáng)也不變，且在斜面上時(shí)的壓強(qiáng)比在水平面上的小，故B錯(cuò)誤；
C、在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過程中，物體受到的都是滑動(dòng)摩擦力，所以摩擦力的大小是不變的，并且由于在斜面上時(shí)的壓力比在水平面上時(shí)的壓力小，所以滑動(dòng)摩擦力也比在水平面上的小，故C正確；
D、物體沿斜面由靜止滑下是加速運(yùn)動(dòng)的，不是勻速的，所以物體的路程和時(shí)間的關(guān)系不應(yīng)該是直線，應(yīng)該為拋物線，故D錯(cuò)誤．
故選C．
（3）電動(dòng)機(jī)的總功率等于輸出功率與發(fā)熱功率之和，設(shè)電動(dòng)機(jī)的電阻為R．
根據(jù)UI=I²r+P_出，得 R=$\frac{UI-{P}_{輸出}}{{I}^{2}}$=$\frac{12V×2A-20W}{（2A）^{2}}$=1Ω．
故答案為：（1）①超速；②在速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，汽車的動(dòng)能越大，安全隱患越大；（2）C；（3）1．

點(diǎn)評 （1）掌握控制變量法與轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用，明確影響動(dòng)能大小的因素，即可正確解題；
（2）本題考查圖象的應(yīng)用，解決本題的關(guān)鍵知道物體在整個(gè)過程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能根據(jù)圖象讀取有用信息；
（3）對于電動(dòng)機(jī)等非純電阻電路，關(guān)鍵要明確功率是怎樣分配的，要注意輸出功率與總功率、發(fā)熱功率的關(guān)系和區(qū)別．