Question

小春發(fā)現高速公路常有如圖1所示的限速警告標志，他問爸爸：為什么在相同的道路上行駛的汽車卻會有不同的最高時速限制呢？爸爸告訴他：大車質量大，慣性大，如果速度太快的話，遇緊急情況時不能及時停下來，極易造成交通事故．小春想：這就是說在相同情況下大車要停下來所用的距離比小車要長？為此，他設計了如圖2所示的裝置及以下探究方案：

①讓一輛小車從光滑斜面上某位置由靜止滑下，測出它在水平面運動的距離s₁；

②給小車車廂里添加適當的鉤碼，并使小車從同一高度由靜止滑下，測出它在水平面運動的距離s₂；

③再繼續(xù)增加鉤碼數量，重復步驟②；

④比較各次水平運動距離s的大小，歸納出結論．

對于上述探究方案，請你作答：

（1）給小車添加鉤碼的目的是：             

（2）讓小車從同一高度下滑的目的是：              

（3）小車在水平面上運動的過程中機械能轉化成了       能．

（4）假設各次小車在水平面上運動時所受的摩擦力均相同，則s_{2_____________} s₁（選填：“＞”、“=”或“＜”），原因是：                           ．

（5）小春的探究方案合理嗎？       ．為什么？                  ．

 

Answer 1

【答案】

（1）增大小車質量  （2）小車在水平上運動的初始速度相同  （3）內能  （4）>  由于初始速度相同，質量越大，小車的動能越大，到停止的過程克服阻力做的功就越多，在阻力相同的情況下，則運動的路越長（或質量大，慣性大，在相同條件下小車停下來所需的距離就長）  （5）不合理  因壓力不同，小車所受的摩擦力不同，不能滿足控制變量，所以不合理

【解析】

試題分析：要研究小車滑行距離與質量的關系就要控制其它量均相同，改變小車的質量。小車從同一斜面的同一高度滑下，小車到達平面時的速度相同。實驗中利用質量不同的小車從同一斜面相同高度自由滑下。小車在平面上運動時受到水平面的摩擦阻力，小車要克服摩擦做功，使小車的機械能減小，轉化為內能。小車到達平面時的速度相同，質量越大，小車的動能越大，小車最終靜止時的動能為零，要克服摩擦力做的功越多，若受到的摩擦力相同，則小車運動的距離越長。小車的質量不同，對水平地面的壓力不同，所以摩擦力不同，無法控制變量。

考點：機械能的變化及控制變量的應用