Question

17．某小組同學(xué)研究靜止在斜面上的物體對斜面的壓力大小與物體重力大小的關(guān)系，他們選擇一輕質(zhì)硬直尺作為斜面，在直尺的中點A處用細線掛上一重力G為1牛的鉤碼作為重物，直尺下端可以繞O點轉(zhuǎn)動，在直尺上端B點沿垂直于直尺方向向上施加一拉力F_B為0.3牛，使直尺保持傾角α不變，然后撤去鉤碼，在A點沿垂直于直尺方向向下施加一拉力F_A為0.6牛，恰能使直尺保持傾角為α不變且F_B大小仍為0.3牛，如圖（a）所示．接著改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)實驗步驟，如圖（b）、（c）所示．

（1）實驗中直尺在F_B和F_A的作用下與在F_B和G作用下都能夠保持傾角α不變，是因為直尺滿足了杠桿平衡的條件的緣故，此時F_A的作用效果與G的作用效果是相同的．
（2）分析比較（a）、（b）和（c）可得出初步結(jié)論；靜止于傾角不變的斜面上的物體，對斜面的壓力大小與物體重力大小成正比．
（3）實驗中該小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)在物體重力不變的條件下，可以通過C來增大物體對斜面的壓力（填入你認為正確的選擇字母：A．作用點A向B移動   B．作用點A向O點移動   C．減小傾角α   D．增大傾角α）
（4）關(guān)于靜止在斜面上的物體對斜面的壓力方向與物體重力方向間夾角的大小，該小組用學(xué)經(jīng)過討論后認為夾角應(yīng)該等于α（選填“大于”、“等于”或“小于”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿平衡的條件即可判斷；根據(jù)F_A與G對杠桿的作用效果即可判斷．
（2）分析比較（a）、（b）和（c）的對斜面的壓力大小與物體重力大小的數(shù)據(jù)變化得出結(jié)論．
（3）在物體重力不變的條件下，根據(jù)物體對斜面的壓力的影響因素即可判斷；
（4）根據(jù)物體對斜面的壓力方向與物體重力方向間，利用幾何中三角形的關(guān)系即可判斷．

解答 解：
（1）由于直尺在F_B和F_A的作用下與在F_B和G作用下都能夠保持傾角α不變，說明直尺能處于平衡狀態(tài)，則直尺滿足了杠桿平衡的條件；
壓力F_A與鉤碼的重力G對杠桿的作用效果都是使直尺順時針轉(zhuǎn)動，由于同一幅圖中兩次F_B的大小、方向和作用點都相同，所以F_A的作用效果與G的作用效果是相同的．
（2）分析比較（a）、（b）和（c）的數(shù)據(jù)可知：物體重力大小增大為原來的幾倍，物體對斜面的壓力大小也增大為原來的幾倍，所以，物體對斜面的壓力大小與物體重力大小成正比．
（3）物體在水平面上對水平面的壓力與物體的重力相等，當傾角α增大時物體對斜面的壓力變小，所以在物體重力不變的條件下，可以通過減小傾角α來增大物體對斜面的壓力，故C正確；
當物體在傾角α一定的斜面上時，物體對斜面的壓力不變，與物體對斜面的作用點位置無關(guān)，故AB錯誤；
（4）由于物體對斜面的壓力方向垂直于斜面向下，物體重力方向豎直向下（即與水平面垂直），根據(jù)直角三角形的關(guān)系可知，物體對斜面的壓力方向與物體重力方向間夾角的大小等于α．
故答案為：
（1）杠桿平衡的；相同；（2）對斜面的壓力大小與物體重力大小成正比；（3）C；（4）等于．

點評 本題考查杠桿平衡條件的實驗探究，知道杠桿中的各力的作用效果是使杠桿轉(zhuǎn)動，關(guān)鍵是明確重力的力臂做法．