Question

15．板上鋪上粗糙程度不同的材料，小車自斜面頂端由靜止開始滑下，比較小車在水平面上運動的距離（如圖所示）．伽利略、牛頓等科學家曾多次做過類似的實驗，并在此基礎(chǔ)上分析推理得出著名的牛頓第一定律．請回答下列問題：

（1）傾斜表面的粗糙程度要小（選填“大”或“小”）；
（2）為了得出科學結(jié)論，三次實驗中小車每次都從斜面上同一高度由靜止自由下滑，這樣做的目的是使小車到水平面上具有相同的速度；
（3）三次實驗中，觀察的現(xiàn)象是，水平面上的摩擦力越小，小車通過的距離就越遠；
（4）進一步推理可知，若水平面絕對光滑（小車不受阻力），則小車會在水平面上做勻速直線運動．

Answer 1

分析 （1）本實驗是探究水平面對小車運動情況的影響，據(jù)此分析傾斜表面的粗糙程度；
（2）要研究阻力對物體運動的影響，應該采用控制變量法．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)系則可得出每次應該讓小車在什么位置由靜止開始向下滑；
（3）小車運動的距離長短與所受的摩擦力大小有關(guān)，小車運動的距離短，表明受到的摩擦力大；
（4）力是改變物體運動狀態(tài)的原因，如果物體不受力，則物體的運動狀態(tài)就不會發(fā)生變化．

解答 解：
（1）本實驗是探究水平面對小車運動情況的影響，因此可知傾斜表面的粗糙程度要小一些；
（2）因為該實驗是要研究阻力對物體運動的影響，所以應該采用控制變量法，即控制其它因素都相同，只讓水平面的阻力大小不同，所以三次實驗中應使小車運動到斜面底端時的速度相等．要想讓小車運動到斜面底端時的速度相等，就應該讓小車從斜面的同一高度處釋放．
（2）在這三次實驗中，小車在木板表面上運動的距離最長，停止的最慢，這是因為木板表面最光滑，小車在該表面受到的阻力最��；
（3）由此我們可以推理得出：若水平面絕對光滑（即小車不受摩擦力），則小車會在水平面上做勻速直線運動．
故答案為：（1）小；（2）同一高度；相同的速度；（3）遠；（4）勻速直線．

點評 該題是一道實驗題，考查了學生對于該實驗所采用的方法是否掌握以及對該實驗的推理結(jié)論是否了解．該實驗用到的方法是物理中經(jīng)常采用的控制變量法，該實驗是理解牛頓第一定律的基礎(chǔ)．