Question

【題目】如圖為某同學(xué)“探究牛頓第一定律”的實驗裝置，實驗中該同學(xué)先后三次將同一小車放在同一斜面上的同一高度，然后分別用不同的力推了一下小車，使其沿斜面向下運(yùn)動，逐漸減小水平面的粗糙程度，觀察小車移動的距離，從而得出力和運(yùn)動的關(guān)系．

(1)在實驗操作中有一處明顯的錯誤是(不需要解釋錯誤的原因)：________.

(2)實驗時，為了使小車在水平面上開始運(yùn)動時，具有相同的速度，采取的措施是________；

(3)小車在水平軌道上滑行時，受到的力一共有________個．

(4)更正錯誤后進(jìn)行實驗，從實驗中可觀察到，平面越光滑，小車運(yùn)動的距離越________，速度減小得越________．

(5)一般人的思維都局限在直接比較小車在不同表面上運(yùn)動的距離不同，但科學(xué)家們卻能發(fā)現(xiàn)物體運(yùn)動的表面越光滑，相同情況下物體受到的________越小，物體運(yùn)動的距離越長；并由此推想出進(jìn)一步的結(jié)論，運(yùn)動的物體如果不受外力作用，它將________．著名的牛頓第一定律就是在此基礎(chǔ)上推理總結(jié)出來的，該定律________(選填“能”或“不能”)用實驗直接證明．

Answer 1

【答案】分別用不同的力推了一下小車 讓小車從斜面的同一高度滑下 3 遠(yuǎn) 慢 阻力 做勻速直線運(yùn)動 不能

【解析】

（1）實驗中為了驗證物體速度相同時，木塊受到的不同的阻力對其速度的影響，因此實驗中要保證木塊的初始速度相同．故由此可以找出其操作中存在的錯誤；

（2）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；

（3）小車在水平面上是靠慣性滑行的，所以受到三個力，分別是重力、支持力和摩擦力；

（4）水平面越光滑，對小車的摩擦力越小，則小車運(yùn)動得越遠(yuǎn)；

（5）當(dāng)小車滑下時是運(yùn)動的，小車如果不受摩擦力，小車將做勻速直線運(yùn)動；

牛頓第一定律是概括了伽利略等人的研究成果，在大量經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上，通過推理而抽象概括出來的，運(yùn)用的是科學(xué)推理法．

(1)木塊運(yùn)動的距離長短不僅與木塊受到的摩擦力有關(guān)，還與物體的初始速度有關(guān)，因此在研究摩擦力對其運(yùn)動距離的影響時，要控制木塊的速度相同，即要用到控制變量法。由于用不同的力推木塊，導(dǎo)致了木塊的初始速度不同。故這種操作是錯誤的；(2)為了使小車在粗糙程度不同水平面上剛開始運(yùn)動到時具有相同的速度，小車應(yīng)從斜面的同一高度處由靜止滑下；(3)對小車進(jìn)行受力分析時，可以根據(jù)小車分別在水平和豎直方向上的受力情況進(jìn)行分析；小車在豎直方向上受到重力和水平面對它的支持力，因為小車在水平方向上是靠慣性滑行，所以在水平方向上只有摩擦力。所以小車受到三個力作用；(4)由圖可知，毛巾、棉布、木板依次越來越光滑，阻力也越來越小，從小車前進(jìn)的距離來看，在初速度相同的條件下，水平面越光滑，小車受到的摩擦力越小，小車運(yùn)動的越遠(yuǎn)，速度減小得越慢；(5)根據(jù)實驗現(xiàn)象可知，平面越光滑，小車受到的摩擦力越小，小車運(yùn)動的距離越遠(yuǎn)，速度減小得越慢；推理可知，如果小車不受外力，小車將以不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動下去，即做勻速直線運(yùn)動；著名的牛頓第一定律，也稱慣性定律，就是在此基礎(chǔ)上總結(jié)出來的。這個定律因為是用推理的方法得出，所以它不是用實驗直接得出的。