题目内容
【题目】小宇骑车时发现,不踩脚踏板,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,小宇应先后三次将同一小球从斜面的______(选填“相同”或“不同”)高度处释放,比较小球在相同粗糙面上滑行的距离;
(2)为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系,小宇先后三次将小球从斜面上的同一高度处释放,三次实验结果如图甲所示,由此得到结论:当物体速度相同时,______。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力的作用,将______;
(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______W2 (选填“>”、“<”或“=”);
(4)为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患,小宇同学还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(mA <mB;hA >hB),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有问题,理由是:______。在如图乙所示的甲、乙两次实验中,木块移动过程中受到的摩擦力分别为f甲、f乙,则f甲______ f乙(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】不同 水平面粗糙程度越小,物体滑行距离越远 匀速直线运动 = 没有控制两个小球质量相等 =
【解析】
(1)[1]为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系,应使小球到达水平面的速度不同,接触面粗糙程度相同,所以应让小球从不同高度处释放,比较小球在相同粗糙面上滑行的路程。
(2)[2][3]在探究过程中,采用控制变量法,要保证小车到达水平面时的速度相同,通过图甲可以得出:当速度相同时,接触面越光滑(粗糙程度小),摩擦力越小,小球滑行的距离越远; 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)[4]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)[5]要模拟研究汽车超速带来的安全隐患,应使速度不同但质量相同的小球撞击木块,由图乙可知,小球的质量不同,所以这种设计不合理,原因是没有控制两个小球的质量相等。
[6]在图乙所示的甲、乙两次实验中,由于是同一实验装置,木块移动过程中对接触面的压力和接触面的粗糙程度没变,则木块受到的摩擦力不变,即
f甲=f乙