Question

在水平木板上鋪上粗糙不同的材料，小車自斜面頂端由靜止開始滑下，比較小車沿水平運動的距離．（如圖所示）伽略利、迪卡爾、牛頓等科學家都做過類似的實驗．
請回答下面的問題：

（1）為了得出科學結論，在三次實驗中，小車每次都從斜面上的同一位置放下，使小車運動到斜面底端的速度

相同

（填“相同”或“不相同”）．
（2）三次實驗中，小車在水平面上受到摩擦力最大的是第

一

次實驗，這說明小車受到摩擦力的大小與接觸面的

粗糙程度

有關．
（3）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，由此，物理學家牛頓推導出著名的

牛頓第一

定律．

Answer 1

分析：（1）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，根據這個關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；
（2）小車運動的距離長短與所受的摩擦力大小有關，小車運動的距離短，表明受到的摩擦力大或根據接觸面的粗糙程度，壓力相同，接觸面越粗糙，摩擦力越大；
（3）力是改變物體運動狀態的原因，如果物體不受力，則物體的運動狀態就不會發生變化．

解答：解：（1）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．小車在不同的高度，下滑到斜面底端的速度不同，所以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，小車在毛巾表面上運動的距離最短，這表明小車在毛巾表面上受到的摩擦力最大，毛巾表面要比棉布表面和木板表面粗糙，所以這就說明小車受到摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關．
（3）三次實驗中，小車在木板表面運動的距離最遠，這是因為木板表面比較光滑，小車所受摩擦力較小的緣故．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；由此物理學家牛頓推導出著名的牛頓第一定律．
故答案為：（1）相同； （2）一；粗糙程度； （3）勻速直線運動；牛頓第一．

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論是否了解．該實驗用到的方法是物理中經常采用的控制變量法，該實驗是理解牛頓第一定律的基礎．