Question

小明用如圖所示的裝置研究牛頓第一定律
（1）指出實驗中應控制不變的相關因素：（請指出其中兩個）
①

同一小車、同一斜面

；②

小車下滑時的高度

．
（2）實驗中每一次都使小車在同一點自由釋放的目的是使

小車在滑至水平面時具有相同的速度

．
小明讓小車每次從斜面同一點處由靜止滑下，實驗中只依次改變水平面的粗糙程度，測量小車在水平面上滑行的距離．結果記錄在下表中．

實驗次數	接觸面	小車受到的摩擦力大小	小車運動的距離s（單位：cm）
一	毛巾	大	6.25
二	棉布	較大	12.71
三	木板	小	32.32

（3）由實驗一、二、三可得到結論：

小車所受的阻力越小，其運動的距離越遠

．
（4）想象如果圖丁所示的水平板是絕對光滑的，且空氣阻力為零，則小車的運動情況為

做勻速直線運動

．
（5）由此研究可發現、牛頓第一定律的得出是應用

實驗推理

法．

Answer 1

分析：（1）此實驗讓同一小車、同一斜面、同一高度、各板均保持水平從三種不同接觸面下滑來研究摩擦力對小車運動狀態的影響．
（2）同一小車在同一高度，小車具有的重力勢能相同，到達斜面底部小車的重力勢能全部轉化為小車的動能，到達斜面底部，小車的動能相同，小車的質量不變，小車的速度相同．所以每次釋放小車都要求從斜面的同一高度釋放是為了使小車到達斜面底部的速度相同．
（3）由表中的數據可知，當表面越光滑時，小車的滑行距離越遠，這說明表面對小車的阻力越小．
（4）當表面完全光滑時（不存在摩擦力），那么小車將會以這個速度一直運動下去，即作勻速直線運動．
（5）現實世界中，不受力的物體是沒有的，所以牛頓第一定律是在現實的實驗基礎上，通過分析、概括、推理得出的．

解答：解：（1）為了研究摩擦力對小車運動狀態的影響，因此要求同一小車從斜面的同一高度滑下三種接觸面改變的是小車所受到的阻力，由此得出牛頓第一定律的內容．
故答案為：①同一小車、同一斜面；②小車下滑時的高度．
（2）小車從同一高度釋放，具有相同的重力勢能，下滑時，重力勢能轉化為動能，動能相同，小車的質量不變，小車的速度相同．
故答案為：小車在滑至水平面時具有相同的速度．
（3）給出的三種材料：毛巾、棉布、木板可見，它們的粗糙程度是毛巾大于棉布，棉布大于木板．在這三種材料上面，小車滑行的距離大小關系為：毛巾小于棉布，棉布小于木板，這就表明：平面越光滑，摩擦力就越小，小車前進的距離就越大．
故答案為：小車所受的阻力越小，其運動的距離越遠．
（4）若接觸面完全光滑，即沒有摩擦阻力，小車將保持原速度做勻速直線運動；
故答案為：做勻速直線運動．
（5）牛頓第一定律的前提條件是物體不受力的作用，所以它不能由實驗得出來，而是通過分析事實，再進一步概括、推理得出來的．
故答案為：實驗推理．

點評：對于探究阻力對物體運動的影響，小車從同一高度釋放，獲得相同的速度，對于理解為什么從同一高度能獲得相同的速度，由于用到重力勢能和動能的轉化，學生還沒有學習能量轉化，不能理解，只能從生活經驗理解即可．