Question

調(diào)查我國(guó)西部山區(qū)滑坡泥石流情況
   近幾年，西部地區(qū)泥石流災(zāi)害頻繁，小組調(diào)查發(fā)現(xiàn)在2003年6～7月間，該地區(qū)就發(fā)生滑坡泥石流5起，造成50多人死傷、5000多人受災(zāi)，部分房屋、公路、橋梁受損．
   小張調(diào)查了當(dāng)?shù)氐囊恍┥�產(chǎn)活動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)如下問(wèn)題：

情況一	在傾角超過(guò)25°的陡坡上墾荒
情況二	有些人在山上偷獵野生植物
情況三	在河流上游大面積砍伐森林，破壞高山植被
情況四	礦業(yè)露天開(kāi)采，產(chǎn)生的廢石、廢渣等松散物質(zhì)隨意堆放
情況五	在高山上無(wú)序開(kāi)山炸石

1．從調(diào)查資料中，小組找到了產(chǎn)生滑坡泥石流的原因：
由于上述情況

 

和情況

 

等活動(dòng)產(chǎn)生許多松動(dòng)的石頭．這些松動(dòng)的石頭在斜坡上受到暴雨或洪水施加的向下推力后，就發(fā)生下滑現(xiàn)象．小馬畫(huà)出了石頭在斜坡上的受力示意圖，圖中有2 處不完整，請(qǐng)你在原圖中補(bǔ)畫(huà)完整．

2．如何避免和治理泥石流呢？剛才小組研究的是使石頭下滑的力．現(xiàn)在，研究起相反作用的力--摩擦阻力．
 （1）小組回憶了以前對(duì)摩擦力的探究：
用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉著一個(gè)木塊，在不同平面上作

 

運(yùn)動(dòng)，得到如下實(shí)驗(yàn)記錄：

表面	毛巾	棉布	木板
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N	4.0	2.5	1.5

如果都在木板上運(yùn)動(dòng)，通過(guò)在木塊上加砝碼來(lái)改變對(duì)水平面的壓力，得到如下實(shí)驗(yàn)記錄：

壓力/N	5	10	15
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N	1.5	3.0	4.5

如果木塊在毛巾表面受到12.0N的摩擦力，則這時(shí)木塊對(duì)毛巾表面的壓力為

 

N．
（2）在實(shí)際情況中，斜坡所受的壓力由石頭的重力和山坡傾角決定，無(wú)法改變．因此，只能通過(guò)改變山坡表面的粗糙程度--在山坡上多植樹(shù)、保護(hù)植被來(lái)改變摩擦阻力．請(qǐng)你運(yùn)用物理研究中的模型法，設(shè)計(jì)一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證．
    ①實(shí)驗(yàn)器材：木板斜面（代替山坡），數(shù)十枚玻璃棋子（代替石頭），數(shù)十枚鐵釘（代替樹(shù)木），毛巾（代替植被），水、水管或噴壺（代替洪水或暴雨）．
   ②實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
   a．先將棋子直接擺放在木板斜面上，然后沿斜面自上而下沖水，發(fā)現(xiàn)棋子很容易被沖下斜面．
   b．

 

．
3．小組的進(jìn)一步討論：
   （1）許多公路沿線有泥石流溝，若泥石流爆發(fā)時(shí)汽車(chē)恰好經(jīng)過(guò)，后果將不堪設(shè)想．小張?jiān)O(shè)計(jì)了一個(gè)報(bào)警裝置，如右圖．
   ①請(qǐng)你替小張介紹它的工作過(guò)程：
當(dāng)泥石流沖垮阻擋墻時(shí)，電磁鐵電路

 

，電磁鐵

 

，鐵塊

 

，電鈴電路

 

，電鈴發(fā)出警示聲，警告過(guò)路車(chē)輛注意．
②小李認(rèn)為，山中由于泥石流、暴風(fēng)雨等產(chǎn)生的巨大聲響，會(huì)使電鈴聲聽(tīng)不見(jiàn)．請(qǐng)你進(jìn)行改進(jìn)．
   改進(jìn)辦法：

 

．
（2）若汽車(chē)通過(guò)泥石流溝需要2s，泥石流速度是10m/s．小張認(rèn)為：要保證車(chē)輛的安全，阻擋墻至少應(yīng)該距離公路15m．
   她的說(shuō)法是錯(cuò)誤的．請(qǐng)你將錯(cuò)誤之處找出來(lái)，并改正．
（3）作為中學(xué)生，我們不能直接去防止和治理泥石流．在現(xiàn)實(shí)生活中為了能做一些有益的、力所能及的事情去配合對(duì)泥石流的防止和治理工作，小組擬定一份日常行為條約，其中第

 

條有問(wèn)題，不符合該條約的制定目的．

青島XX中學(xué)初三2班配合治理泥石流日常行為條約 ①愛(ài)護(hù)樹(shù)木，不踐踏草坪． ②不浪費(fèi)紙張，利用紙張的反面作草稿紙． ③經(jīng)常使用一次性筷子和紙杯． ④將廢報(bào)紙送到回收站． ⑤將廢電池單獨(dú)存放，不隨便扔到山上或草坪中．    制定人：小馬、小李、小張、小玉    時(shí)間：2005年6月

Answer 1

分析：1、從表格中所給的信息可以看出石頭松動(dòng)的原因；支持力與接觸面垂直，摩擦力一般與物體運(yùn)動(dòng)方向相反；因此先確定支持力和摩擦力的方向，然后過(guò)物體重心表示出支持力和摩擦力的方向；
2、（1）①二力平衡的條件是：大小相等，方向相反，作用在一條直線上，作用在一個(gè)物體上；根據(jù)二力平衡的條件進(jìn)行分析；
②根據(jù)兩個(gè)表格中的數(shù)據(jù)，先確定木塊在木板上運(yùn)動(dòng)，并且彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)相等時(shí)，讀出壓力的大小、在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力和在毛巾上運(yùn)動(dòng)的摩擦力；然后根據(jù)壓力不同時(shí)，在毛巾上摩擦力的比值與在木板上摩擦力的比值相等，求出在木板上的摩擦力，然后從表格中讀出對(duì)應(yīng)的壓力；
（2）用毛巾改變接觸面的粗糙程度，用比較重的鐵釘代替樹(shù)木放在毛巾上，重復(fù)a的操作，前后比較；
3、（1）①電磁鐵只有在通電時(shí)，具有磁性；根據(jù)電路的三種狀態(tài)和電磁鐵的特點(diǎn)進(jìn)行分析；
②當(dāng)噪音干擾沒(méi)法聽(tīng)到鈴聲時(shí)，從眼睛觀察到的視野進(jìn)行分析；
（2 ）根據(jù)s=vt計(jì)算出泥石流在2s內(nèi)通過(guò)的路程，然后通過(guò)比較泥石流通過(guò)的路程和阻擋墻與公路的最少距離，再判斷所給數(shù)據(jù)的正確與否；
（3）從造成泥石流產(chǎn)生的五種（最上面表格中的情況）情況進(jìn)行分析．

解答：解：1、從圖中信息可以看出五種情況均能影響石頭的松動(dòng)，因此上述情況四和情況五等是影響石頭松動(dòng)的原因；
過(guò)物體的重心作垂直于斜面，并指向斜上方的力（即支持力）；由于石頭下滑，所以過(guò)物體重心作沿斜面向上的力（即摩擦力）．如圖所示：

2、（1）①因?yàn)槲矬w處于勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力（即示數(shù)）和摩擦力是一對(duì)平衡力，因此使木塊處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
②從兩個(gè)表格中可以看出，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.5N時(shí)，物體對(duì)木板的壓力為5N，并且在毛巾上運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.0N；
因?yàn)閴毫Σ煌瑫r(shí)，在毛巾上摩擦力的比值與在木板上摩擦力的比值相等，因此當(dāng)物體在毛巾上運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力12N時(shí)，可以得出

12N

4N

=

F

1.5

，F(xiàn)=4.5N；
從表格中可以看出，當(dāng)物體在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力為4.5N時(shí)，壓力為15N，故如果木塊在毛巾表面受到12.0N的摩擦力，則這時(shí)木塊對(duì)毛巾表面的壓力為15N；
（2）將毛巾鋪在斜面上，在上面均勻地鋪上鐵釘，將棋子均勻擺放在斜面上，沿斜面自上而下沖水，發(fā)現(xiàn)棋子不宜滑下（或觀察棋子下滑情況）；
3、（1）①因?yàn)殡姶盆F只有在通電的情況下，才具有磁性，因此當(dāng)泥石流沖垮阻擋墻時(shí)，電路處于斷路狀態(tài)，電磁鐵失去磁性，鐵塊下落，使電鈴電路接通，電鈴發(fā)出鈴聲，警告危險(xiǎn)；
②當(dāng)山中由于泥石流、暴風(fēng)雨等產(chǎn)生的巨大聲響，會(huì)使電鈴聲聽(tīng)不見(jiàn)，因此可以通過(guò)眼睛觀察的視線該進(jìn)，將電鈴換為紅燈；
（2）s=vt=10m/s×2s=20m＞15m
因此她的說(shuō)法是錯(cuò)誤的，要保證車(chē)輛的安全，阻擋墻至少應(yīng)該距離公路20m．
（3）因?yàn)樯鲜銮闆r③中的一次性筷子和紙杯都是木制品，木材的來(lái)源就是要砍伐樹(shù)木，因此③不符合條約規(guī)定的目的．
故答案為：1、四、五．
2、（1）勻速直線，15．
（2）將毛巾鋪在斜面上，在上面均勻地鋪上鐵釘，將棋子均勻擺放在斜面上，沿斜面自上而下沖水，發(fā)現(xiàn)棋子不宜滑下（或觀察棋子下滑情況）．
3、（1）①斷開(kāi)，磁性消失，下落，接通；②她的說(shuō)法是錯(cuò)誤的，要保證車(chē)輛的安全，阻擋墻至少應(yīng)該距離公路20m．
（2）把電鈴換成紅色的燈．
（3）③．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道難度較大、綜合性較強(qiáng)的題，不僅考查基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況，同時(shí)還考查學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，通過(guò)本類(lèi)題型可以提高自己的做題能力．