力学
斜面上的重物
观察重物缓缓下滑——斜面比直接抬升更省力。
斜面上的重物——交互式力学模拟。观察重物缓缓下滑——斜面比直接抬升更省力。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室，提供实时 SI 测量和分步引导教程。
斜面作为简单机械
斜面可以用较小的力把负载抬高更长的距离——以距离换取力。
理想情况下，所做的功等于重力势能增加量。斜面越长、越缓，所需的推力越小，但负载沿斜面移动的距离更长。
- 功 W = Fd = mgh（理想情况）
- 平行分量 F_parallel = mg sin θ
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面：探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
如果您从静止状态释放负载并使坡道角度变陡，那么相同时间后其速度会发生什么变化？
预测权重
- 它加速得更快——更陡的斜坡提供更大的加速度。
- 它达到相同的速度——角度不会影响它的加速速度。
- 它加速得更慢——更陡的斜坡提供更小的加速度。
可变角色
您设置的内容：
- 坡道角度 (deg)
- 负载质量 (kg)
- 经过时间 (s)
您测量的内容：
- 速度 (m/s)
- 动能 (J)
调查如何进行
- 打开力学沙箱中的“Ramp & Load”预设。
- 选择坡道并使用检查器设置此试验的倾斜角度。
- 将负载从顶部静止释放，并在列出的经过时间后从探头读取其速度。
控制方程
动能 — KE = ½·m·v²
当负载沿着斜坡加速时，其动能与其速度的平方成正比——速度加倍，动能变为四倍。
重力势能 — PE = m·g·h
在无摩擦坡道上，负载下降时失去的重力 PE 完全转化为它获得的动能——没有任何热量损失。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 使用 v = g sin θ · t，计算每行的预期速度并将其与从探头读取的值进行比较。
- 在所有三个试验中，当角度发生变化时，负载质量保持固定在 3 kg。关于无摩擦坡道上的质量和加速度之间的关系，这告诉您什么？
这在实验室之外的地方表现出来
- 两个不同质量的负载同时从同一角度释放。哪一个先到达底部？使用您的数据来证明您的答案。
- 真正的坡道有摩擦力。如果这个斜坡不是无摩擦的，那么测量的速度会高于还是低于您的 v = g sin θ · t 预测，为什么？
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- 欢迎学习斜面负载
- 选择负载
- 点击播放
- 抬高负载
- 打开数据
- 完成了！
打开交互式模拟以构建场景，点击运行，并通过实时测量和引导式教程进行探索。