Question

2．小宇骑车时发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离，他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关．为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度．

（1）为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面的不同（选填：“同一”或“不同”）高度处释放，比较小球在同一（选填：“同一”或“不同”）粗糙面上滑行的路程．
（2）为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面上的同一
（选填：“同一”或“不同”）高度处释放；小宇认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，物体将做匀速直线运动．
（3）在上述（2）的三次实验中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W1，小球克服木板的摩擦力做的功为W₂，则W₁等于选填：“大于”、“等于”或“小于”）W₂．
（4）为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，李斌同学设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为hA、hB的位置滚下（m_A＜m_B，h_A＞h_B），推动小木块运动一段距离后静止．同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是：没有控制小球的质量相等．
（5）小宇通过上面的探究学习，思考了一个问题：当自己荡秋千运动到右侧最高点时，如果自己受到的力全部消失，自己将会处于怎样的运动状态呢？她做出了以下猜想，你认为其中准确的是A．（图中的黑点表示小红同学）

（6）小宇在做乙图所示实验中，在斜面底端放置木块的作用是通过木块移动距离的长短来表示小球动能的大小．小球和木块在运动过程中机械能将变小（变大/变小/不变）．

Answer 1

分析 （1）小球从斜面上滑下，到达底端的速度取决于物体的高度，并且让小球以不同的速度在同一粗糙面上滑行．
（2）实验目的是研究阻力对物体运动的影响，需要控制小球的初速度要相同；通过小球的运动距离反应速度的变化和摩擦阻力的大小；进行合理的推理得出假如不受力的情况．
（3）根据能量守恒进行分析，即物体在斜面末端具有相同的速度，即具有相同的动能．
（4）要探究超速带来的安全隐患，应控制车的质量、路面相同而车的速度不同，据此分析答题．
（5）当物体不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，判断好物体A在外力消失瞬间的运动状态是本题的关键．
（6）图乙实验中，动能的大小是通过木块移动距离的长短来反映出来的，这是转换法的运用．在运动过程中，机械能有一部分转化为内能，使机械能总量减小．

解答 解：（1）因为小球从斜面上滑下，到达底端的速度取决于物体的高度，因此将小球从不同的高度处释放，比较小球在同一粗糙面上滑行的路程长短；
（2）在探究过程中，采用控制变量法，保证小球到达水平面时的速度要相同，因此三次实验要使小球从斜面的同一高度滑下；
接触面越粗糙，摩擦力越大，因此小车在毛巾表面上受到摩擦力最大，小球速度减小的越快，可推知若水平面光滑无摩擦，则小球不受摩擦力，小球的速度和方向不变，即做匀速直线运动．
（3）因为物体在斜面的末端具有相同的能量，而在不同水平面上运动时，都是克服摩擦力做功，并且最后具有的能量都为零，故物体在毛巾和在木板上克服摩擦做的功相等；
（4）要探究超速带来的安全隐患，应控制小球的质量、路面相同而小球的速度不同，由题意可知，李斌没有控制小球的质量相同．
（5）图中当荡秋千运动到右侧最高点时是瞬间静止的，此时如果受到的力全部消失，根据牛顿第一定律可知，物体将保持静止状态不变；
（6）在图乙实验中，在斜面底端放置木块的作用是通过木块移动距离的长短来表示小球动能的大小．小球和木块在运动过程中机械能有一部分通过摩擦转化为内能，因此机械能将变小．
故答案为：（1）不同；同一；（2）同一；做匀速直线运动；（3）等于；（4）没有控制小球的质量相等；（5）A；（6）通过木块移动距离的长短来表示小球动能的大小； 变小．

点评 本题主要考查学生分析实验现象的能力以及严谨的科学观，这就要求我们在平常的试验中多注意分析实验的方法．