Question

小宇騎車(chē)不踩踏腳板，在水平路面上也能滑行一段距離．于是他猜想滑行的距離不僅與路面的粗糙程度有關(guān)還可能與初始速度有關(guān)．為探究其中的奧秘，他在水平桌面上搭成一斜面，并用毛巾、棉布、木板等改變水平桌面的粗糙程度，請(qǐng)你觀察小車(chē)由斜面滑下后在水平面上滑行的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象思考后回答：
（1）為了探究滑行距離與小車(chē)初速度的關(guān)系，他先后三次將小車(chē)從

不同高度

處釋放，比較小車(chē)在

同一粗糙

面上滑行的路程長(zhǎng)短（選填“同一粗糙”或“不同粗糙”）．
（2）為了探究與水平面的粗糙程度關(guān)系．①三次實(shí)驗(yàn)是將小車(chē)從斜面上的

同一高度

處釋放；②三次實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)在

毛巾

表面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力最大，小車(chē)速度改變?cè)?!--BA-->

快

（選填“快”或“慢”）；③進(jìn)一步推理可知，若水平面光滑無(wú)摩擦，則小車(chē)會(huì)在水平面上做

勻速直線

運(yùn)動(dòng)．
（3）在上述（2）的三次實(shí)驗(yàn)中，若毛巾的摩擦力對(duì)小車(chē)做的功為W₁，木板的摩擦力對(duì)小車(chē)做的功為W₂，則W₁

=

W₂ （選填“＞”、“=”或“＜”）、
（4）實(shí)驗(yàn)后小宇猜想：小車(chē)在水平面上的滑行距離，除了與上述兩個(gè)因素有關(guān)外，還可能與質(zhì)量有關(guān)．為了驗(yàn)證這一猜想，小宇又做了如下實(shí)驗(yàn)：在小車(chē)上加放數(shù)量不等的鉤碼后，讓小車(chē)從同一高度由靜止滑到水平的木板上，記錄小車(chē)和鉤碼的總質(zhì)量m和它在水平面的滑行距離S，記錄數(shù)據(jù)如下：

質(zhì)量m/kg	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40
滑行距離s/m	0.42	0.41	0.43	0.42	0.43	0.42	0.42

①?gòu)纳鲜鰯?shù)據(jù)分析，可以得到的結(jié)論是：在初速度和接觸面粗糙程度相同的條件下，物體在水平面上滑行的距離與物體的質(zhì)量大小

無(wú)關(guān)

；
②小宇同學(xué)反思上述實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為：在上述（4）的實(shí)驗(yàn)探究中，加砝碼后，壓力增大導(dǎo)致摩擦力也隨之增大、若是在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的條件下，物體的質(zhì)量越大在水平面上滑行的距離將越遠(yuǎn)，因?yàn)樵谒俣认嗤瑫r(shí)，質(zhì)量越大的物體具有的

動(dòng)能

越多．

Answer 1

分析：（1）小車(chē)從斜面上滑下，到達(dá)底端的速度取決于物體的高度，并且讓小車(chē)以不同的速度在同一粗糙面上滑行．
（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯孔枇��?duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，需要控制小車(chē)的初速度要相同；通過(guò)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)距離反應(yīng)速度的變化和摩擦阻力的大��；進(jìn)行合理的推理得出假如不受力的情況．
（3）根據(jù)能量守恒進(jìn)行分析，即物體在斜面末端具有相同的速度，即具有相同的動(dòng)能．
（4）①由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出：滑行距離并沒(méi)有什么規(guī)律性的變化，微小的差距是慣性引起的．
②在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的條件下，物體的質(zhì)量越大，說(shuō)明克服摩擦做功會(huì)更多，運(yùn)動(dòng)較長(zhǎng)的距離，然后推理出質(zhì)量與動(dòng)能的關(guān)系．

解答：解：（1）因?yàn)樾≤?chē)從斜面上滑下，到達(dá)底端的速度取決于物體的高度，因此將小車(chē)從不同的高度處釋放，比較小車(chē)在同一粗糙面上滑行的路程長(zhǎng)短；
（2）①在探究過(guò)程中，采用控制變量法，保證小車(chē)到達(dá)水平面時(shí)的速度要相同，因此三次實(shí)驗(yàn)要使小車(chē)從斜面的同一高度滑下；
②接觸面越粗糙，摩擦力越大，因此小車(chē)在毛巾表面上受到摩擦力最大，小車(chē)速度減小的越快；
③若水平面光滑無(wú)摩擦，則小車(chē)不受摩擦力，小車(chē)的速度和方向不變，即做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（3）因?yàn)槲矬w在斜面的末端具有相同的能量，而在不同水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，都是克服摩擦力做功，并且最后具有的能量都為零，故物體在毛巾和在木板上克服摩擦做的功相等；
（4）①由題中的數(shù)據(jù)記錄表格可以發(fā)現(xiàn)隨著質(zhì)量的增加雖然滑行距離略有變化，但不明顯，可以認(rèn)為是誤差的原因，所以物體在水平面上滑行的距離與物體的質(zhì)量大小無(wú)關(guān)；
②在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的條件下，物體的質(zhì)量越大，物體克服摩擦做功越多，因此滑行距離越遠(yuǎn)，即在速度相同時(shí)，物體質(zhì)量越大具有的動(dòng)能就越多．
故答案為：
（1）不同高度   同一粗糙   
（2）①同一高度  ②毛巾   快  ③勻速直線
（3）=
（4）①無(wú)關(guān)  ②動(dòng)能

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)觀，這就要求我們?cè)谄匠５脑囼?yàn)中多注意分析實(shí)驗(yàn)的方法．