Question

10．小宇騎車時發(fā)現(xiàn)，不踩踏腳板，車也能滑行一段距離，他在不同的路面上多次嘗試后猜想：車滑行的距離可能與路面的粗糙程度和速度有關(guān)．為探究其中的奧秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做實驗，并用毛巾、棉布、木板等改變水平桌面的粗糙程度．

（1）為了探究小球在水平面上的滑行距離與速度的關(guān)系，小宇應(yīng)先后三次將小球從斜面的不同高度處釋放，比較小球在同一粗糙面上滑行的路程．（選填“同一”或“不同”）
（2）為探究小球滑行距離與水平面粗糙程度的關(guān)系．小宇先后三次將小球從斜面上的同一高度處釋放，三次實驗結(jié)果如圖甲所示，由此得到結(jié)論：當速度相同時，水平面粗糙程度越小，小球滑行距離越遠．小宇認為，通過進一步推理可以得出結(jié)論：運動的物體如果不受阻力作用，將做勻速直線運動．
（3）在上述（2）的三次實驗中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功為W₁，小球克服木板的摩擦力做的功為W₂，則W₁=W₂（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）為了模擬研究汽車超速帶來的安全隱患，李斌同學設(shè)計了如圖乙所示的探究實驗：將A、B兩個小球先后從同一裝置，高分別為h_A、h_B的位置滾下（m_A＜m_B，h_A＞h_B），推動小木塊運動一段距離后靜止．同組的小紅認為他這樣設(shè)計實驗得出的結(jié)論有問題，理由是：沒有控制兩個小球的質(zhì)量相等．在如圖乙所示的甲、乙兩次實驗中，木塊移動過程中受到的摩擦力分別為f_甲、f_乙，則f_甲=f_乙（選填“＞”、“＜”或“=”）．
圖16．

Answer 1

分析 （1）要探究滑行距離與速度的關(guān)系，則應(yīng)使小球的速度不同，接觸面的粗糙程度相同；
（2）實驗?zāi)康氖茄芯孔枇�對物體運動的影響，需要控制小球的初速度要相同；通過小球的運動距離反應(yīng)速度的變化和摩擦阻力的大小進而得出結(jié)論；最后進行合理的推理得出假如不受力的情況．
（3）小球消耗的動能都克服摩擦力做功了，根據(jù)小球原來動能的大小比較做功的多少；
（4）要探究超速帶來的安全隱患，應(yīng)控制車的質(zhì)量、路面相同而車的速度不同；滑動摩擦力的大小只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關(guān)，與物體運動速度的大小無關(guān)．

解答 解：
（1）為了探究小球在水平面上的滑行距離與速度的關(guān)系，小球的速度不同，接觸面粗糙程度相同，所以應(yīng)讓小球從相同高度處釋放，比較小球在相同粗糙面上滑行的路程；
（2）在探究過程中，采用控制變量法，保證小車到達水平面時的速度相同，通過實驗結(jié)果可以看出，接觸面越粗糙，摩擦力越大，小球速度減小的越快；
若水平面光滑無摩擦，則小球不受摩擦力，小球的速度和方向不變，即做勻速直線運動．
（3）在本實驗中，小球的動能都用來克服摩擦力做功了，由于小球質(zhì)量和速度相同，所以三次的動能相同，做的功也相同；
（4）要模擬研究汽車超速帶來的安全隱患，應(yīng)使速度不同但質(zhì)量相同的小球撞擊木塊，由圖乙知，小球的質(zhì)量不同，這種設(shè)計不合理；
在圖乙所示的甲、乙兩次實驗中，木塊移動過程中對接觸面的壓力和接觸面的粗糙程度沒變，受到的摩擦力不變，則f_甲=f_乙．
故答案為：
（1）不同；同一；
（2）當速度相同時，水平面粗糙程度越小，小球滑行距離越遠；做勻速直線運動；
（3）=；
（4）沒有控制兩個小球的質(zhì)量相等；=．

點評 本題將“阻力對物體運動的影響”、“影響動能大小的因素”兩個實驗相結(jié)合，考查了學生分析實驗現(xiàn)象的能力以及嚴謹?shù)目茖W觀，這就要求我們在平常的試驗中多注意分析實驗的方法．