Question

8．为探究阻力对物体运动距离的影响，小明做了如图甲所示的实验．

（1）三次实验时必需使小车从斜面的同一高度滑下，这是为了使小车在三种平面上开始运动时的速度相同，这一操作体现出的科学探究方法是控制变量法．
（2）实验中可以看出，小车在水平面上受到的摩擦力最大的是在毛巾表面运动，这说明小车受到的摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．
（3）实验发现小车受到的阻力越小，它前进的距离就越长（越长/越短），速度减小得越慢（越快/越慢）．
（4）由此可以推断：假如小车受到的阻力为零，它将做匀速直线运动．
（5）实验结束后，小明提出了一个问题，实验中要用同一小车，是不是说明小车在同一水平表面上滑行的距离还与小车的质量有关？为此，他设计了如图乙的装置及以下探究方案：
A．让一辆小车从光滑斜面上某位置由静止滑下，测出它在水平木板面上运动的距离s₁；
B．给小车车厢里添加适当的钩码，并使小车从同一高度由静止滑下，测出它在水平木板面运动的距离s₂；
C．再继续增加钩码数量，重复步骤B；
D．比较各次水平运动距离s的大小，归纳出结论．
①对于上述探究方案中，给小车添加钩码的目的是：增大小车的质量．
②假设各次小车在水平面上运动时所受的摩擦力均相同，根据你的生活经验推测：s₂＞s₁（选填：“＞”、“=”或“＜”）．
③小明的探究方案合理吗？不合理．为什么？因压力不同，小车所受的摩擦力不同，不能满足控制变量，所以不合理．

Answer 1

分析 （1）这一实验的目的是探究物体受到的阻力大小对物体运动情况的影响，因此我们应该控制其它的量保持不变，这包括小车的质量、从斜面上滑下的速度等．
（2）实验中，毛巾的表面最粗糙，其产生的摩擦力也越大；
（3）根据实验现象，可判断小车受到的阻力变化时，它前进的距离和速度减小情况的变化；
（4）在实验现象的基础上，通过推理可得出当小车不受阻力时，小车的运动速度情况；
（5）要探究小车在同一水平表面上滑行的距离与质量的关系，应使小车的速度相同，质量不同．据此结合实验过程做出解答．

解答 解：（1）实验中，必须使小车从斜面的同一高度滑下，这是为了使小车在三种平面上开始运动时的初速度相同，这一操作体现出的科学探究方法是控制变量法．
（2）实验中可以看出，小车在水平面上受到的摩擦力最大的是在毛巾表面运动，这说明小车受到的摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．
（3）实验发现水平面越光滑，小车受到的阻力越小，它前进的距离就越长，速度减小得越慢．
（4）由此可以推断：假如小车受到的阻力为零，它的运动状态将不变，将做匀速直线运动．
（5）①实验中，给小车添加钩码的目的是：增大小车的质量，可探究小车滑行的距离与小车质量的关系．
②假设各次小车在水平面上运动时所受的摩擦力均相同，则小车质量越大，动能越大，则小车越行的距离会越长，即s₂＞s₁．
③从小明的探究方案来看，当给小车上增加钩码时，小车质量增大，对水平面的压力增大，摩擦力也增大，因此不能满足控制变量的要求，这一方案并不合理．
故答案为：（1）速度；控制变量；
（2）毛巾；粗糙程度；
（3）越长；越慢；
（4）匀速直线；
（5）①增大小车的质量；②＞；③不合理；因压力不同，小车所受的摩擦力不同，不能满足控制变量，所以不合理．

点评 牛顿第一定律无法单纯通过实验得出，也无法通过实验来验证，但由它得出的推论都得到了实践的验证，因此这种理想实验的研究方法也是非常可靠的．
在探究小车在同一水平表面上滑行的距离是否与小车的质量有关的实验中，要注意增加钩码后，改变了压力，同时也改变了摩擦力，不符合控制变量法的要求．