Question

【题目】斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重力G的困难。几名同学围绕斜面展开如下几个方面的研究(研究均忽略空气阻力)：

（1）小华同学研究物体在斜面上运动时的特点及受力情况，如图甲，他将处于斜面底端A的木块用力一推，木块离开手后沿斜面向上运动，经过B点，最终停在C点。

①画出当物体处于B,C两个位置时受到的摩擦力示意图(作用点在物体的几何中心·)

（________）

②“用力一推”这个过程说明力可以改变物体的________(选填“形状”或“运动状态”)

③小凡认为“物体具有惯性，所以物体离开手后能够继续向前运动。物体最终静止在C点也说明运动过程中惯性会逐渐减小。”如果你认为这个观点是对的，请写出判断依据。如果你认为这个观点是错的，请指出错误并改正。_____________

（2）小花同学猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关。利用图乙的装置进行实验，用弹簧测力计匀速拉动物块并记录数据，表格是他的实验数据：

实验次数	斜面的倾斜程度	物块重力G/N	斜面高度h/m	拉力F/N	斜面长度s/m	机械效率η
1	较缓	10	0.2	5.5	1	36.4%
2	较陡	10	0.4	7.0	1	57.1%
3	最陡	10	0.6	8.5	1	70.6%

①通过分析几次实验的数据，结论是：______________________

②第一次实验中，物块所受斜面的摩擦力为___________N

（3）小埔同学研究物体沿斜面下滑过程中的能量转化。如图丙他将同一物体分别置于两个高度相同但倾斜程度不同的斜面顶端并静止释放，物体均沿斜面运动到底端。

①若斜面光滑，下滑过程物体的运动速度__________（选填“增大”、“减小”或“不变”)②已知支持力为5N,斜面长1m,求支持力这个过程中做功__________J

③若两斜面的材料相同，物体沿A斜面下滑到底端的速度为vA,物体沿B斜面下滑到底端的速度为vB,则vA_______vB(选填“>”“<”或“=”)，判断的依据是：________________________。

Answer 1

【答案】见解析所示 运动状态 错误；一切物体在任何状态下都具有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关；物体最终静止在C点是因为受到摩擦阻力的作用 当物重与斜面的粗糙程度一定时，斜面越陡，机械效率越高 3.5N 增大 0 > A图中物体受到的摩擦力小，摩擦力做功小

【解析】

(1) ①[1]根据题意知道，当木块经过B点时，相对斜面向上运动，所以，木块受到滑动摩擦力作用，方向与相对斜面运动的方向相反，即沿斜面向下，如下图：

当木块最终停在C点时，木块相对斜面有沿斜面向下的运动趋势，所以，受到的是静摩擦力，方向沿斜面向上，如下图

②[2]用力一推，木块离开手后沿斜面向上运动，即木块由静止变成运动，说明力改变了物体的运动状态；

③[3]该同学的观点是错误的，因为惯性是物体的属性，一切物体在任何状态下都具有惯性，且惯性的大小只与物体的质量有关；物体最终静止在C点，状态发生改变，是由于受到摩擦阻力的作用的结果；

(2) ①[4]分析表格数据知道，当物重、斜面的粗糙程度与斜面的长度一定时，斜面越陡，机械效率越高；

②[5]由表中第1组实验数据知道，有用功是：

W有 =Gh=10N×0.2m=2J

总功是：

W总=Fs=5.5N×1m=5.5J，

所以，额外功是：

W额=W总-W有=5.5J-2J=3.5J，

由于W额 =fs，所以摩擦力是：

(3) ①[6]若斜面光滑，下滑过程物体的重力势能转化为动能，所以运动速度会增大；

②[7]由于物体受到的支持力与垂直，下滑过程中，物体沿支持力方向没有移动距离，所以支持力做功为零；

③[8][9]根据题意知道，两斜面材料相同，高度相同，斜面越陡，摩擦力越小，物体沿斜面下滑到底端时，重力势能转化为动能则越大，即速度越大，所以vA>vB。