Question

“在水平的木板上铺上粗糙程度不同的材料，让小车自斜面同一高度由静止开始滑下，比较小车沿水平面运动的距离”如图所示，伽利略，牛顿等科学家曾多次做过类似的实验，牛顿并在此基础上分析推导出了著名的牛顿第一定律．

思考实验的意义后，请回答：
（1）为什么要让小车自斜面的同一高度由静止开始滑下？
（2）小车在不同材料的水平面上运动的距离不等的原因是什么？
（3）这一实验现象说明了什么？
（4）三次实验中，小车在水平面上受到摩擦力最大的是在

毛巾表面

运动，这说明小车受到摩擦力的大小与接触面的

粗糙程度

有关．
（5）小车在

木板表面

滑得最远，小车停下来且滑得最远是因为

受到阻力且阻力最小

．
（6）若在此实验基础上进一步进行逻辑推理会得到什么结论？（设想小车在运动中未受任何阻力）
（7）从实验结果分析，最后可得到什么结论？

Answer 1

分析：（1）小车从高处滑下不考虑摩擦时，到达地面的速度取决于物体的高度，跟质量没有关系．
（2）小车在不同表面运动，压力相同，接触面粗糙程度不同，受到摩擦力作用不同．毛巾表面最粗糙，摩擦力最大，摩擦力阻碍物体前行，摩擦力改变物体的运动状态，摩擦力越大，改变物体运动状态越快，小车越容易停下来．表面越来越光滑，摩擦力越来越小，摩擦力改变物体运动状态越来越慢，如果表面是光滑的，没有摩擦，没有力改变物体的运动状态，物体永远保持原来的速度运动下去．
（3）摩擦力大小的影响因素：压力和接触面粗糙程度．压力越大，接触面越粗糙摩擦力越大．

解答：解：（1）小车从同一斜面的同一高度滑下，是为了是小车到达斜面底部的速度相同．控制好速度相同．
（2）小车在不同材料的表面运动，压力不同，接触面粗糙程度不同，摩擦力不同，摩擦力改变小车运动状态的快慢不同，运动距离不同．
（3）小车离开斜面水平方向上只受摩擦力的作用，小车从运动到静止，摩擦力阻力改变了小车的运动状态．
（4）小车在毛巾表面运动最近，小车受到的摩擦力最大，压力相同，一定是毛巾表面最粗糙造成的．
（5）小车在木板表面运动最远，小车受到的摩擦力最小，压力相同，一定是木板表面最光滑造成的．无论在毛巾、棉布还是木板表面，最终小车停下来是因为受到摩擦阻力的原因，摩擦阻力改变了小车的运动状态．
（6）如果表面是光滑的，没有摩擦，没有力改变物体的运动状态，物体永远保持原来的速度运动下去．
（7）运动的物体如果不受任何外力，由于惯性要保持原来速度大小和方向永远运动下去．
答：（1）使小车在水平面上运动时的初始速度相同．
（2）小车受到的阻力大小不同．
（3）阻力是使小车停止运动的原因．
（4）毛巾表面，粗糙程度（或材料）
（5）木块表面上，受到阻力且阻力最小
（6）若小车未受任何阻力，会沿直线永远运动下去．
（7）运动的物体若不受任何外力，则会保持匀速直线运动状态．

点评：（1）掌握摩擦力大小的影响因素，掌握最大和减小摩擦力的方法．
（2）掌握牛顿第一定律的实验、推理过程．
（3）改变物体的运动状态一定有力的作用．