Question

在水平木板上铺上粗糙不同的材料，小车自斜面顶端由静止开始滑下，比较小车沿水平运动的距离．（如图所示）伽略利、迪卡尔、牛顿等科学家都做过类似的实验．
请回答下面的问题：

（1）为了得出科学结论，在三次实验中，小车每次都从斜面上的同一位置放下，使小车运动到斜面底端的速度______（填“相同”或“不相同”）．
（2）三次实验中，小车在水平面上受到摩擦力最大的是第______次实验，这说明小车受到摩擦力的大小与接触面的______有关．
（3）推理可知，若水平面绝对光滑（小车不受阻力）则小车会在水平面上做______运动，由此，物理学家牛顿推导出著名的______定律．

Answer 1

解：（1）因为该实验是要研究阻力对物体运动的影响，所以应该采用控制变量法，即控制其它因素都相同，只让水平面的阻力大小不同，所以三次实验中应使小车运动到斜面底端时的速度相等．小车在不同的高度，下滑到斜面底端的速度不同，所以要想让小车运动到斜面底端时的速度相等，就应该让小车从斜面的同一高度处释放．
（2）在这三次实验中，小车在毛巾表面上运动的距离最短，这表明小车在毛巾表面上受到的摩擦力最大，毛巾表面要比棉布表面和木板表面粗糙，所以这就说明小车受到摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关．
（3）三次实验中，小车在木板表面运动的距离最远，这是因为木板表面比较光滑，小车所受摩擦力较小的缘故．由此我们可以推理得出：若水平面绝对光滑（即小车不受摩擦力），则小车会在水平面上做匀速直线运动；由此物理学家牛顿推导出著名的牛顿第一定律．
故答案为：（1）相同； （2）一；粗糙程度； （3）匀速直线运动；牛顿第一．
分析：（1）要研究阻力对物体运动的影响，应该采用控制变量法．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；
（2）小车运动的距离长短与所受的摩擦力大小有关，小车运动的距离短，表明受到的摩擦力大或根据接触面的粗糙程度，压力相同，接触面越粗糙，摩擦力越大；
（3）力是改变物体运动状态的原因，如果物体不受力，则物体的运动状态就不会发生变化．
点评：该题是一道实验题，考查了学生对于该实验所采用的方法是否掌握以及对该实验的推理结论是否了解．该实验用到的方法是物理中经常采用的控制变量法，该实验是理解牛顿第一定律的基础．