Question

5．在探究“阻力对物体运动的影响”时，让同一小车从同一斜面的顶端下滑到底端，使小车以相同的速度分别在棉布表面和木板表面上运动，小车滑行的距离如图所示：

（1）实验中观察小车运动的距离确定阻力对运动的影响大小．
（2）在研究这个方面的内容上，许多科学家前仆后继．十七世纪，伽利略通过理想斜面实验，开始揭示了“运动和力的关系”．如图所示，伽利略的斜面实验有如下步骤：
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度．
②两个对接的斜面，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面．
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度．
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面以恒定速度持续运动下去．
上述步骤正确的排序是②③①④．
（3）在大量类似实验基础上，牛顿等科学家经过进一步推理而概括出了著名的牛顿第一定律．它是人们公认的物理学基本定律之一，在实际生活中有着广泛的应用．一架在空中水平向右匀速直线飞行的飞机上，自由落下了一颗炸弹．下列给出了几种炸弹落地前与飞机位置关系的情形，如图所示，若不计空气对炸弹的阻力，炸弹与飞机的位置关系为乙图．

Answer 1

分析 （1）通过观察小车在水平面上运动的距离可以判断阻力对运动的影响，这利用了转换法；
（2）事实就是客观存在的，而科学推论则一般是指在实验和事实的基础上推理出来的，往往以假设为前提，或是一种理想状态下的现象，据此来对各步骤进行分析可做出判断；
（3）分析图示情景，结合惯性和物体的受力情况可做出解答．

解答 解：（1）实验中通过观察小车运动的距离来判断阻力对运动的影响，此方法叫做转换法；
（2）伽利略的观点是在实验事实的基础上，经过推理概括得出结论，第一步是实验事实，即②；小球滚到右侧斜面的高度与小球自由放手的位置接近，摩擦越小越接近，得出推理，如果无摩擦，小球上升的高度与自由放手位置相同，即第二步是③；继续推理，在无摩擦的情况下如果改变右侧斜面的倾斜程度，减小倾解，仍能使小球上升的高度与自由放手的位置相同，即第三步是①；继续大胆推理，在无摩擦的情况下，右侧斜面继续减小倾角为0，即水平，则小球永远运动，即第四步是④．故排列顺序为：②③①④．
（3）不计空气对炸弹的阻力，在水平方向上，由于炸弹具有惯性，仍保持原来的运动状态，所以炸弹与飞机的速度相等，它们相对静止，由图示可知，炸弹与飞机的位置关系为乙图．
故答案为：（1）小车运动的距离；（2）②③①④；（3）乙．

点评 伽利略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，以实验事实为基础，开辟了崭新的研究物理的方法道路．