Question

3．古希臘學(xué)者亞里士多德認(rèn)為：如果要使一個(gè)物體持續(xù)運(yùn)動(dòng)，就必須對(duì)它施加力的作用．而伽利略認(rèn)為：物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來維持．到底誰說得對(duì)呢？為了探究這個(gè)問題，小明和同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．

（1）要探究運(yùn)動(dòng)到底需不需要力來維持，只需研究力對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的影響，所以小明讓一輛運(yùn)動(dòng)的小車在不同的阻力作用下研究它的速度變化．小明在實(shí)驗(yàn)中是如何讓小車受到不同阻力的？
（2）為了探究不同阻力對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響，我們應(yīng)該保持小車受不同阻力前的速度是相同的，你認(rèn)為小明是如何做到這一點(diǎn)的？
（3）請(qǐng)將小明在本實(shí)驗(yàn)中的結(jié)論填寫完整：平面越光滑，小車運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，說明小車收到的摩擦力越小，速度減小得越慢．
（4）推理：小車若不受阻力，小車將做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）小車所受阻力主要來自滑行表面的摩擦力，而摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，因此，可通過改變接觸面的粗糙程度來改變阻力的大��；
（2）保持小車受不同阻力前的速度相同，也就是小車到達(dá)水平面時(shí)的速度相同，可通過控制小車在斜面上開始下滑時(shí)的高度來實(shí)現(xiàn)；
（3）從圖中可以看出，毛巾表面最粗糙，小車滑行距離最近，木板表面最光滑，小車滑行距離最遠(yuǎn)，棉布表面居中，據(jù)此可得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論；
（4）根據(jù)（3）中的結(jié)論，進(jìn)一步推理，當(dāng)阻力無限減小時(shí)，小車運(yùn)動(dòng)的距離將無限遠(yuǎn)，速度也將保持不變，即做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

解答 解：
（1）通過改變接觸面的粗糙程度不同可改變摩擦力的大小，而摩擦力就是阻礙小車運(yùn)動(dòng)的力；
（2）根據(jù)控制變量法的要求，要保持小車的速度相同，應(yīng)使同一小車從同一斜面的同一高度滑下，這樣在其到達(dá)水平面時(shí)的初速度才是相同的；
（3）讀圖可知，毛巾表面最粗糙、阻力最大，小車運(yùn)動(dòng)的距離最近，速度減小得最快，而木板表面最光滑，阻力最小，小車運(yùn)動(dòng)的距離最遠(yuǎn)，速度減小得最慢，棉布表面介于兩者之間．據(jù)此我們可以歸納出：平面越光滑，小車受到的摩擦力越小，運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，速度減小得越慢；
（4）根據(jù)前面的結(jié)論“平面越光滑，小車運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，速度減小得越慢”我們可以推想，當(dāng)平面絕對(duì)光滑時(shí)，即阻力為零時(shí)，小車將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，且速度也將不再減小，也就是做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
故答案為：（1）讓小車分別在粗糙程度不同的表面上運(yùn)動(dòng)；（2）使小車在斜面上的同一高度滑下；（3）遠(yuǎn)；小； 慢；（4）做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了理想實(shí)驗(yàn)，應(yīng)理解理想實(shí)驗(yàn)中的控制變量法和轉(zhuǎn)換法，同時(shí)體會(huì)如何從實(shí)驗(yàn)中得出結(jié)論，以及合理的外推得出物理規(guī)律的思想．