Question

4．在水平木板上鋪上粗糙不同的材料，小車自斜面頂端由靜止開始滑下，比較小車沿水平運(yùn)動(dòng)的距離．如圖，伽略利、牛頓等科學(xué)家都做過類似的實(shí)驗(yàn)．
請回答下面的問題：
（1）為了得出科學(xué)結(jié)論，三次實(shí)驗(yàn)中小車每次都從斜面上同一位置放下，使小車運(yùn)動(dòng)到斜面底端的速度相同（填相同或不相同）．
（2）三次實(shí)驗(yàn)中，小車在毛巾表面運(yùn)動(dòng)時(shí)受到摩擦力最大，這說明小車受到摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
（3）進(jìn)一步推理可知，若水平絕對光滑（小車不受阻力）則小車會在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（4）在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)的，得出著名的牛頓第一定律．

Answer 1

分析 （1）要研究阻力對物體運(yùn)動(dòng)的影響，應(yīng)該采用控制變量法．小車從斜面上會自由下滑，在不同的高度，下滑到斜面底端的速度就不相同，根據(jù)這個(gè)關(guān)系則可得出每次應(yīng)該讓小車在什么位置由靜止開始向下滑；
（2）小車運(yùn)動(dòng)的距離長短與所受的摩擦力大小有關(guān)，小車運(yùn)動(dòng)的距離短，表明受到的摩擦力大或根據(jù)接觸面的粗糙程度，壓力相同，接觸面越粗糙，摩擦力越大；
（3）（4）根據(jù)受力越小，運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，推理想像：如果物體不受力，則物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就不會發(fā)生變化．

解答 解：（1）因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)是要研究阻力對物體運(yùn)動(dòng)的影響，所以應(yīng)該采用控制變量法，即控制其它因素都相同，只讓水平面的阻力大小不同，所以三次實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使小車運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)的速度相等．小車在不同的高度，下滑到斜面底端的速度不同，所以要想讓小車運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)的速度相等，就應(yīng)該讓小車從斜面的同一高度處釋放．
（2）在這三次實(shí)驗(yàn)中，小車在毛巾表面上運(yùn)動(dòng)的距離最短，這表明小車在毛巾表面上受到的摩擦力最大，毛巾表面要比棉布表面和木板表面粗糙，所以這就說明小車受到摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
（3）三次實(shí)驗(yàn)中，小車在木板表面運(yùn)動(dòng)的距離最遠(yuǎn)，這是因?yàn)槟景灞砻姹容^光滑，小車所受摩擦力較小的緣故．由此我們可以推理得出：若水平面絕對光滑（即小車不受摩擦力），則小車會在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（4）由此物理學(xué)家牛頓推導(dǎo)出著名的牛頓第一定律；
故答案為：（1）相同；（2）毛巾；粗糙程度； （3）勻速直線；（4）牛頓第一．

點(diǎn)評 該題是一道實(shí)驗(yàn)題，考查了學(xué)生對于該實(shí)驗(yàn)所采用的方法是否掌握以及對該實(shí)驗(yàn)的推理結(jié)論是否了解．該實(shí)驗(yàn)用到的方法是物理中經(jīng)常采用的控制變量法，該實(shí)驗(yàn)是理解牛頓第一定律的基礎(chǔ)．