Question

4．生活中處處有物理請你用所學的物理知識回答下列問題：

（1）如圖3所示，汽車是我們熟悉的交通工具，它給我們的生活提供了便利．汽車應用了許多物理知識，請你運用所學的物理知識解答下列問題：
A．汽油機是汽車的“心臟”，發動機的做功沖程能量轉換情況是內能轉化為機械能．
B．小轎車前方的擋風玻璃是傾斜的，目的是為了使車內物體所成的虛像位于玻璃的上方，不妨礙司機視線．
C．有的轎車尾部安裝一個“氣流偏導器”，它的上表面平直，底部呈弧形凸起，相當于一個倒置的翅膀，工作原理是流體壓強和流速的關系．
D．汽車載重量越大，剎車距離就越長，原因是物體的質量越大慣性越大．
（2）小雨在學習了滑動摩擦力之后，認為兩物體間滑動摩擦力的大小可能與兩物體間的接觸面積大小有關，于是她想通過實驗來探究這個問題．下面是她設計的兩個實驗方案：
方案一：木板水平固定，通過彈簧測力計拉動木塊，如圖所示：
方案二：木塊與彈簧測力計相連，彈簧測力計水平固定，通過細繩水平拉動木板，如圖2所示：
A．兩方案中，你認為更合理更便于測量出數據的是方案二（填“方案一”或“方案二”）
原因是：實驗時不需要控制木板做勻速直線運動，便于實驗操作，同時測力計是靜止的，便于對測力計讀數：
B．實驗過程中，需要控制的變量有壓力和接觸面的粗糙程度；需要記錄的實驗數據有接觸面積和彈簧測力計的示數．

Answer 1

分析 （1）①汽油機中只有壓縮沖程和做功沖程中有能量的轉化，前者將機械能轉化為內能，后者將內能轉化為機械能；
②小轎車前方的擋風玻璃相當于平面鏡，根據平面鏡的成像特點進行分析；
③流體流速越大的位置壓強越小，這一規律既可為飛機等產生升力，又可使轎車的后部產生較大的抓地力，保持穩定；
物體具有保持運動狀態不變的性質慣性，慣性與物體的質量有關；
（2）A、實驗中我們是根據拉力與摩擦力是一對平衡力的原理，才通過測力計讀出摩擦力大小的，因此，在操作時要保持物體做勻速直線運動，這也是實驗操作中較難保持的地方，方案b的改進則很好地解決了這一問題；
B、滑動摩擦力可能跟接觸面積有關，研究兩者之間的關系時，采用控制變量法，控制壓力和接觸面的粗糙程度不變，改變接觸面積大�。�

解答 解：
（1）①汽油機在做功沖程中，高溫的氣體內能很大，對活塞做功，使內能轉化為機械能；
②根據物體在平面鏡中成像時，物像連線與鏡面垂直，物像到平面鏡距離相等．小汽車前面玻璃是傾斜的，汽車內物體的像在汽車的上方，司機看前面道路時，物體的像不會影響司機的視線；
③“氣流偏導器”是使其上方氣流流速慢，壓強大，下方氣流流速快，壓強小，從而使尾翼上方的壓強 大于下方的壓強，能產生較大的抓地力；
④運動的汽車在剎車時由于慣性會繼續向前運動，慣性與物體的質量有關，質量越大慣性越大，所以汽車載重量越大，剎車距離就越長；
（2）A、方案一：用彈簧測力計水平拉動木塊，當木塊做勻速直線運動時，木塊處于平衡狀態，拉力與摩擦力是一對平衡力，由平衡條件可知，摩擦力等于測力計拉力，因此實驗時應控制木塊做勻速直線運動；
方案二：拉動木板，木塊靜止，木塊處于平衡狀態，木塊受到的拉力都等于測力計的拉力，實驗時不需要控制木板做勻速直線運動，便于實驗操作，同時測力計是靜止的，便于對測力計讀數；
所以兩種方案中，更合理、更易于操作的是方案二；
B、為了探究滑動摩擦力的大小與兩物體間的接觸面積大小是否有關，可進行的操作是：分別將同一長方體木塊平放、側放、立放，并拉動它做勻速直線運動，分別記錄彈簧測力計的示數，然后比較拉力大�。�
故答案為：（1）①內能轉化為機械能；②為了使車內物體所成的虛像位于玻璃的上方，不妨礙司機視線；③流體壓強和流速的關系；④物體的質量越大慣性越大；（2）A、方案二；實驗時不需要控制木板做勻速直線運動，便于實驗操作，同時測力計是靜止的，便于對測力計讀數；B、壓力和接觸面的粗糙程度；接觸面積和彈簧測力計的示數．

點評 （1）以汽車的相關物理知識為內容，本題考查了汽油機的沖程及做功情況，擋風玻璃的成像原理，流體壓強與流速關系以及慣性的應用的相關知識等，考查較為全面，是一道不錯的題目，值得關注；
（2）本題考查了實驗器材的選擇、實驗方案設計等，知道實驗原理、正確應用控制變量法即可正確解題；正確應用控制變量法是正確解題的關鍵．