Question

6．某物理興趣小組研究“力對運動的影響”及“影響摩擦力的因素”．如圖，三個滑道的斜面部分完全相同，水平部分材質(zhì)不同（毛巾、棉衣、木板）．三個相同的小木塊分別從三個滑道的同一高度O處從靜止釋放，在水平面滑行至停止的距離是BC＜BD＜BF．

（1）控制其他因素均相同，只體現(xiàn)“滑行距離”與“滑道材質(zhì)”的關(guān)系，這種研究方法屬于控制變量法．
（2）三種滑行的初始段OB均相同，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析，從靜止釋放時，三木塊的重力勢能相同，滑到水平部分左端B處時動能相同，則它們在B處的速度相同．
（3）該實驗中，木塊在水平面部分所受摩擦力的大小關(guān)系f_BC＞f_BD （填不等號），這個實驗說明物體所受摩擦力與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
（4）結(jié)合上述實驗，推測和猜想：如果滑道水平部分絕對光滑，小木塊將做勻速直線運動．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)一個物理量與兩個或兩個以上的因素有關(guān)時，研究該物理量時，一般采用控制變量法的思想；
（2）物體從高處由靜止開始下滑時，具有的重力勢能轉(zhuǎn)化成動能，具有的重力勢能相同，轉(zhuǎn)化成的動能相同，木塊的速度就相同；
（3）摩擦力的大小是通過木塊在水平面上滑行的距離體現(xiàn)的，滑行的距離越遠，木塊的摩擦力就越大，這里采用了轉(zhuǎn)換法的思想；摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度兩個因素有關(guān)，三個相同的木塊，實際上控制了壓力大小相同．
（4）摩擦力越小，木塊滑行的距離越遠，當(dāng)摩擦力為零時，木塊將以原來的速度繼續(xù)向前運動．

解答 解：（1）實驗中，控制其它因素相同，只體現(xiàn)“滑道材質(zhì)”與“滑行距離”的關(guān)系，這種方法稱為控制變量法，物理學(xué)中很多實驗都是采用的這種方法，例如探究電流與電壓和電阻的關(guān)系；探究影響電阻大小的因素等．
（2）三個木塊的質(zhì)量相同，所處的高度相同，因此在滑到斜面上所具有的重力勢能就相等；滑到水平部分時，這些重力勢能就會轉(zhuǎn)化成相同的動能，動能相同，木塊具有的速度也就相同．
（3）木塊滑行的距離s_BC＜s_BD＜s_BF，因此三木塊在水平面部分所受摩擦力的大小關(guān)系f_BC＞f_BD＞f_BF，此實驗中控制的是木塊對水平面的壓力相等，而水平面的粗糙程度不同，因此這個實驗只能說明物體所受摩擦力與接觸面（或支持面）的粗糙程度有關(guān)．
（4）如果滑道水平部分絕對光滑，木塊在水平方向上不受力，它的運動狀態(tài)將不會改變，一直做勻速直線運動．
故答案為：（1）控制變量；
（2）重力勢；動；相同．
（3）＞；接觸面的粗糙程度．
（4）勻速直線運動．

點評 該實驗應(yīng)用了三種物理研究方法：一是轉(zhuǎn)換法，把摩擦力轉(zhuǎn)換為拉力；二是控制變量法；三是科學(xué)推理法．這就要求同學(xué)們在做這個實驗時，務(wù)必搞清楚每個操作步驟所對應(yīng)的物理道理．