Question

8．為探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)距離的影響，小明做了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)．

（1）三次實(shí)驗(yàn)時(shí)必需使小車從斜面的同一高度滑下，這是為了使小車在三種平面上開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度相同，這一操作體現(xiàn)出的科學(xué)探究方法是控制變量法．
（2）實(shí)驗(yàn)中可以看出，小車在水平面上受到的摩擦力最大的是在毛巾表面運(yùn)動(dòng)，這說(shuō)明小車受到的摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
（3）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)小車受到的阻力越小，它前進(jìn)的距離就越長(zhǎng)（越長(zhǎng)/越短），速度減小得越慢（越快/越慢）．
（4）由此可以推斷：假如小車受到的阻力為零，它將做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明提出了一個(gè)問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)中要用同一小車，是不是說(shuō)明小車在同一水平表面上滑行的距離還與小車的質(zhì)量有關(guān)？為此，他設(shè)計(jì)了如圖乙的裝置及以下探究方案：
A．讓一輛小車從光滑斜面上某位置由靜止滑下，測(cè)出它在水平木板面上運(yùn)動(dòng)的距離s₁；
B．給小車車廂里添加適當(dāng)?shù)你^碼，并使小車從同一高度由靜止滑下，測(cè)出它在水平木板面運(yùn)動(dòng)的距離s₂；
C．再繼續(xù)增加鉤碼數(shù)量，重復(fù)步驟B；
D．比較各次水平運(yùn)動(dòng)距離s的大小，歸納出結(jié)論．
①對(duì)于上述探究方案中，給小車添加鉤碼的目的是：增大小車的質(zhì)量．
②假設(shè)各次小車在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力均相同，根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)推測(cè)：s₂＞s₁（選填：“＞”、“=”或“＜”）．
③小明的探究方案合理嗎？不合理．為什么？因壓力不同，小車所受的摩擦力不同，不能滿足控制變量，所以不合理．

Answer 1

分析 （1）這一實(shí)驗(yàn)的目的是探究物體受到的阻力大小對(duì)物體運(yùn)動(dòng)情況的影響，因此我們應(yīng)該控制其它的量保持不變，這包括小車的質(zhì)量、從斜面上滑下的速度等．
（2）實(shí)驗(yàn)中，毛巾的表面最粗糙，其產(chǎn)生的摩擦力也越大；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可判斷小車受到的阻力變化時(shí)，它前進(jìn)的距離和速度減小情況的變化；
（4）在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，通過(guò)推理可得出當(dāng)小車不受阻力時(shí)，小車的運(yùn)動(dòng)速度情況；
（5）要探究小車在同一水平表面上滑行的距離與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)使小車的速度相同，質(zhì)量不同．據(jù)此結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程做出解答．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中，必須使小車從斜面的同一高度滑下，這是為了使小車在三種平面上開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的初速度相同，這一操作體現(xiàn)出的科學(xué)探究方法是控制變量法．
（2）實(shí)驗(yàn)中可以看出，小車在水平面上受到的摩擦力最大的是在毛巾表面運(yùn)動(dòng)，這說(shuō)明小車受到的摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．
（3）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水平面越光滑，小車受到的阻力越小，它前進(jìn)的距離就越長(zhǎng)，速度減小得越慢．
（4）由此可以推斷：假如小車受到的阻力為零，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將不變，將做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（5）①實(shí)驗(yàn)中，給小車添加鉤碼的目的是：增大小車的質(zhì)量，可探究小車滑行的距離與小車質(zhì)量的關(guān)系．
②假設(shè)各次小車在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力均相同，則小車質(zhì)量越大，動(dòng)能越大，則小車越行的距離會(huì)越長(zhǎng)，即s₂＞s₁．
③從小明的探究方案來(lái)看，當(dāng)給小車上增加鉤碼時(shí)，小車質(zhì)量增大，對(duì)水平面的壓力增大，摩擦力也增大，因此不能滿足控制變量的要求，這一方案并不合理．
故答案為：（1）速度；控制變量；
（2）毛巾；粗糙程度；
（3）越長(zhǎng)；越慢；
（4）勻速直線；
（5）①增大小車的質(zhì)量；②＞；③不合理；因壓力不同，小車所受的摩擦力不同，不能滿足控制變量，所以不合理．

點(diǎn)評(píng) 牛頓第一定律無(wú)法單純通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，也無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，但由它得出的推論都得到了實(shí)踐的驗(yàn)證，因此這種理想實(shí)驗(yàn)的研究方法也是非�？煽康模�
在探究小車在同一水平表面上滑行的距離是否與小車的質(zhì)量有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，要注意增加鉤碼后，改變了壓力，同時(shí)也改變了摩擦力，不符合控制變量法的要求．