Question

【題目】斜面是簡(jiǎn)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(gè)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(dòng)時(shí)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(dòng)，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，最終停在C點(diǎn)。

①畫出當(dāng)物體處于B,C兩個(gè)位置時(shí)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(gè)過(guò)程說(shuō)明力可以改變物體的________(選填“形狀”或“運(yùn)動(dòng)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(dòng)。物體最終靜止在C點(diǎn)也說(shuō)明運(yùn)動(dòng)過(guò)程中慣性會(huì)逐漸減小。”如果你認(rèn)為這個(gè)觀點(diǎn)是對(duì)的，請(qǐng)寫出判斷依據(jù)。如果你認(rèn)為這個(gè)觀點(diǎn)是錯(cuò)的，請(qǐng)指出錯(cuò)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(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)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(zhǎng)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(guò)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(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化。如圖丙他將同一物體分別置于兩個(gè)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(dòng)到底端。

①若斜面光滑，下滑過(guò)程物體的運(yùn)動(dòng)速度__________（選填“增大”、“減小”或“不變”)②已知支持力為5N,斜面長(zhǎng)1m,求支持力這個(gè)過(guò)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(dòng)狀態(tài) 錯(cuò)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(shí)，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(guò)B點(diǎn)時(shí)，相對(duì)斜面向上運(yùn)動(dòng)，所以，木塊受到滑動(dòng)摩擦力作用，方向與相對(duì)斜面運(yùn)動(dòng)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(shí)，木塊相對(duì)斜面有沿斜面向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，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(dòng)，即木塊由靜止變成運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明力改變了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

③[3]該同學(xué)的觀點(diǎn)是錯(cuò)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(zhǎng)度一定時(shí)，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(guò)程物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，所以運(yùn)動(dòng)速度會(huì)增大；

②[7]由于物體受到的支持力與垂直，下滑過(guò)程中，物體沿支持力方向沒(méi)有移動(dòng)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(shí)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能則越大，即速度越大，所以vA>vB。