Question

【题目】如图为某同学“探究牛顿第一定律”的实验装置，实验中该同学先后三次将同一小车放在同一斜面上的同一高度，然后分别用不同的力推了一下小车，使其沿斜面向下运动，逐渐减小水平面的粗糙程度，观察小车移动的距离，从而得出力和运动的关系．

(1)在实验操作中有一处明显的错误是(不需要解释错误的原因)：________.

(2)实验时，为了使小车在水平面上开始运动时，具有相同的速度，采取的措施是________；

(3)小车在水平轨道上滑行时，受到的力一共有________个．

(4)更正错误后进行实验，从实验中可观察到，平面越光滑，小车运动的距离越________，速度减小得越________．

(5)一般人的思维都局限在直接比较小车在不同表面上运动的距离不同，但科学家们却能发现物体运动的表面越光滑，相同情况下物体受到的________越小，物体运动的距离越长；并由此推想出进一步的结论，运动的物体如果不受外力作用，它将________．著名的牛顿第一定律就是在此基础上推理总结出来的，该定律________(选填“能”或“不能”)用实验直接证明．

Answer 1

【答案】分别用不同的力推了一下小车 让小车从斜面的同一高度滑下 3 远 慢 阻力 做匀速直线运动 不能

【解析】

（1）实验中为了验证物体速度相同时，木块受到的不同的阻力对其速度的影响，因此实验中要保证木块的初始速度相同．故由此可以找出其操作中存在的错误；

（2）小车从斜面上会自由下滑，在不同的高度，下滑到斜面底端的速度就不相同，根据这个关系则可得出每次应该让小车在什么位置由静止开始向下滑；

（3）小车在水平面上是靠惯性滑行的，所以受到三个力，分别是重力、支持力和摩擦力；

（4）水平面越光滑，对小车的摩擦力越小，则小车运动得越远；

（5）当小车滑下时是运动的，小车如果不受摩擦力，小车将做匀速直线运动；

牛顿第一定律是概括了伽利略等人的研究成果，在大量经验事实的基础上，通过推理而抽象概括出来的，运用的是科学推理法．

(1)木块运动的距离长短不仅与木块受到的摩擦力有关，还与物体的初始速度有关，因此在研究摩擦力对其运动距离的影响时，要控制木块的速度相同，即要用到控制变量法。由于用不同的力推木块，导致了木块的初始速度不同。故这种操作是错误的；(2)为了使小车在粗糙程度不同水平面上刚开始运动到时具有相同的速度，小车应从斜面的同一高度处由静止滑下；(3)对小车进行受力分析时，可以根据小车分别在水平和竖直方向上的受力情况进行分析；小车在竖直方向上受到重力和水平面对它的支持力，因为小车在水平方向上是靠惯性滑行，所以在水平方向上只有摩擦力。所以小车受到三个力作用；(4)由图可知，毛巾、棉布、木板依次越来越光滑，阻力也越来越小，从小车前进的距离来看，在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，小车运动的越远，速度减小得越慢；(5)根据实验现象可知，平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，小车运动的距离越远，速度减小得越慢；推理可知，如果小车不受外力，小车将以不变的速度永远运动下去，即做匀速直线运动；著名的牛顿第一定律，也称惯性定律，就是在此基础上总结出来的。这个定律因为是用推理的方法得出，所以它不是用实验直接得出的。