Question

18．小明用如圖所示的裝置研究牛頓第一定律
（1）指出實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制不變的相關(guān)因素：（請(qǐng)指出其中兩個(gè)）a同一小車，b同一斜面
（2）實(shí)驗(yàn)中每一次都使小車在同一點(diǎn)自由釋放的目的使小車到達(dá)水平面使的速度相同．
（3）小明讓小車每次從斜面同一點(diǎn)處由靜止滑下，實(shí)驗(yàn)中只依次改變水平面的粗糙程度測(cè)量小車在水平面上滑行的距離．結(jié)果記錄在下表中．由1、2、3可知：小車受到阻力越小，小車運(yùn)動(dòng)距離越遠(yuǎn)

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	接觸面	小車受到的摩擦力	小車運(yùn)動(dòng)的距離/cm
一	毛巾	大	6.25
二	棉布	較大	12.71
三	木板	小	32.48

（4）想象如果圖④所示的水平板是絕對(duì)光滑的，且空氣阻力為零，則小車的運(yùn)動(dòng)情況為做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）此實(shí)驗(yàn)讓同一小車、同一斜面、同一高度、各板均保持水平從三種不同接觸面下滑來(lái)研究摩擦力對(duì)小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響；
（2）同一小車在同一高度，小車具有的重力勢(shì)能相同，到達(dá)斜面底部小車的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為小車的動(dòng)能，到達(dá)斜面底部，小車的動(dòng)能相同，小車的質(zhì)量不變，小車的速度相同．所以每次釋放小車都要求從斜面的同一高度釋放是為了使小車到達(dá)斜面底部的速度相同；
（3）由表中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)表面越光滑時(shí)，小車的滑行距離越遠(yuǎn)，這說(shuō)明表面對(duì)小車的阻力越��；
（4）當(dāng)表面完全光滑時(shí)（不存在摩擦力），那么小車將會(huì)以這個(gè)速度一直運(yùn)動(dòng)下去，即作勻速直線運(yùn)動(dòng)．

解答 解：
（1）為了研究摩擦力對(duì)小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制不變的相關(guān)因素是：同一小車從同一斜面的同一高度滑下；三種接觸面改變的是小車所受到的阻力；
（2）根據(jù)控制變量法，為保證摩擦力對(duì)小車運(yùn)動(dòng)距離的影響，小車應(yīng)從斜面同一高度上由靜止滑下，使小車到達(dá)水平面使的速度相同；
（3）給出的三種材料：毛巾、棉布、木板可見(jiàn)，它們的粗糙程度是毛巾大于棉布，棉布大于木板．在這三種材料上面，小車滑行的距離大小關(guān)系為：毛巾小于棉布，棉布小于木板，這就表明：平面越光滑，摩擦力就越小，小車前進(jìn)的距離就越大；
（4）若接觸面完全光滑，即沒(méi)有摩擦阻力，小車將保持原速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
故答案為：（1）同一小車；同一斜面；（2）使小車到達(dá)水平面使的速度相同；（3）小；遠(yuǎn)；（4）做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，小車從同一高度釋放，獲得相同的速度，對(duì)于理解為什么從同一高度能獲得相同的速度，由于用到重力勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，學(xué)生還沒(méi)有學(xué)習(xí)能量轉(zhuǎn)化，不能理解，只能從生活經(jīng)驗(yàn)理解即可．