Question

（2011?朝阳）某物理兴趣小组研究“力对运动的影响”及“影响摩擦力的因素”．如图，三个滑道的斜面部分完全相同，水平部分材质不同（毛巾、棉衣、木板）．三个相同的小木块分别从三个滑道的同一高度O处从静止释放，在水平面滑行至停止的距离s_BC＜s_BD＜s_BF．

（1）控制其他因素均相同，只体现“滑道材质”与“滑行距离”的关系，这种研究方法属于

控制变量

法．
（2）三种滑行的初始段OB均相同，从能量转化的角度分析，从静止释放时，三木块的

重力势

能相同，滑到水平部分左端B处时

动

能相同，则它们的速度

相同

．
（3）在该实验时，三木块在水平面部分所受摩擦力的大小关系f_BC

＞

f_BD

＞

f_BF（填不等号），这个实验只能说明物体所受摩擦力与

接触面（或支持面）的粗糙程度

有关．
（4）结合上述实验，推测和猜想：如果滑道水平部分绝对光滑，小木块将做

匀速直线运动（或匀速运动下去，或永远运动下去，或滑行无限远）

．

Answer 1

分析：（1）当一个物理量与两个或两个以上的因素有关时，研究该物理量时，一般采用控制变量法的思想；
（2）物体从高处由静止开始下滑时，具有的重力势能转化成动能，具有的重力势能相同，转化成的动能相同，木块的速度就相同；
（3）摩擦力的大小是通过木块在水平面上滑行的距离体现的，滑行的距离越远，木块的摩擦力就越大，这里采用了转换法的思想；摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度两个因素有关，三个相同的木块，实际上控制了压力大小相同．
（4）摩擦力越小，木块滑行的距离越远，当摩擦力为零时，木块将以原来的速度继续向前运动．

解答：解：（1）实验中，控制其它因素相同，只体现“滑道材质”与“滑行距离”的关系，这种方法称为控制变量法，物理学中很多实验都是采用的这种方法，例如探究电流与电压和电阻的关系；探究影响电阻大小的因素等．
（2）三个木块的质量相同，所处的高度相同，因此在滑到斜面上所具有的重力势能就相等；滑到水平部分时，这些重力势能就会转化成相同的动能，动能相同，木块具有的速度也就相同．
（3）木块滑行的距离s_BC＜s_BD＜s_BF，因此三木块在水平面部分所受摩擦力的大小关系f_BC＞f_BD＞f_BF，此实验中控制的是木块对水平面的压力相等，而水平面的粗糙程度不同，因此这个实验只能说明物体所受摩擦力与接触面（或支持面）的粗糙程度有关．
（4）如果滑道水平部分绝对光滑，木块在水平方向上不受力，它的运动状态将不会改变，一直做匀速直线运动．
故答案为：（1）控制变量；
（2）重力势；动；相同．
（3）＞；＞；接触面（或支持面）的粗糙程度．
（4）匀速直线运动（或匀速运动下去，或永远运动下去，或滑行无限远）．

点评：该实验应用了三种物理研究方法：一是转换法，把摩擦力转换为拉力；二是控制变量法；三是科学推理法．这就要求同学们在做这个实验时，务必搞清楚每个操作步骤所对应的物理道理．