Question

17．某小組同學(xué)研究靜止在斜面上的物體對(duì)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(diǎn)A處用細(xì)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(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在直尺上端B點(diǎn)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)步驟，如圖（b）、（c）所示．

（1）實(shí)驗(yàn)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?yàn)橹背邼M足了杠桿平衡的條件的緣故，此時(shí)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(duì)斜面的壓力大小與物體重力大小成正比．
（3）實(shí)驗(yàn)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(lái)增大物體對(duì)斜面的壓力（填入你認(rèn)為正確的選擇字母：A．作用點(diǎn)A向B移動(dòng)   B．作用點(diǎn)A向O點(diǎn)移動(dòng)   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(duì)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(rèn)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(duì)杠桿的作用效果即可判斷．
（2）分析比較（a）、（b）和（c）的對(duì)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(duì)斜面的壓力的影響因素即可判斷；
（4）根據(jù)物體對(duì)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(duì)杠桿的作用效果都是使直尺順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于同一幅圖中兩次F_B的大小、方向和作用點(diǎn)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(lái)的幾倍，物體對(duì)斜面的壓力大小也增大為原來(lái)的幾倍，所以，物體對(duì)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(duì)水平面的壓力與物體的重力相等，當(dāng)傾角α增大時(shí)物體對(duì)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(lái)增大物體對(duì)斜面的壓力，故C正確；
當(dāng)物體在傾角α一定的斜面上時(shí)，物體對(duì)斜面的壓力不變，與物體對(duì)斜面的作用點(diǎn)位置無(wú)關(guān)，故AB錯(cuò)誤；
（4）由于物體對(duì)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(duì)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(duì)斜面的壓力大小與物體重力大小成正比；（3）C；（4）等于．

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