Question

古希腊学者亚里士多德认为：如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用．而牛顿则认为：运动的物体并不需要力来维持．到底谁说得对呢？为了探究这个问题，小芳和同学们设计了如图所示的实验．
（1）为了探究不同阻力对运动的影响，小芳每次实验时，总是让同一小车从同一斜面的

同一个高度

自由滑下，这是为了保持小车在水平面开始的

速度相同

．
（2）请将小芳在本实验中的结论填写完全：平面越光滑，小车运动的距离越

远

，说明小车受到的摩擦力越

小

，速度减小得越

慢

．
（3）根据小芳的实验结论，推理得出：若小车不受阻力，将做

匀速直线

运动．

Answer 1

分析：（1）小车在同一高度，具有的重力势能相同，小车放在同一个高度自由滑下，重力势能转化为动能，小车到达斜面底部获得相等的速度．
（2）小车在水平面上运动，水平面的材料不同，粗糙程度不同，摩擦力大小不同．水平面越光滑，摩擦力越小，改变物体的运动状态越慢，小车运动的越远．
（3）如果没有摩擦力，小车的运动状态将不发生改变，永远匀速直线运动下去．

解答：解：（1）小车在斜面的同一个高度，具有相同的重力势能，小车下滑时，重力势能转化为动能，动能相同，质量不变，速度相同，所以小车从同一高度自行下滑，是为了使小车刚达到水平面时的速度相同．
（2）在水平面上铺上不同材料，是为了改变接触面的粗糙程度，改变小车受到的摩擦力．小车以同样的速度进入水平轨道时，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，改变物体的运动状态越慢，速度减小得越慢，小车运动的距离越远．
（3）假如水平面对小车完全没有摩擦，即小车不受阻力，小车的运动状态将不发生改变，小车将永远做匀速直线运动．
故答案为：（1）同一个高度；速度相同；（2）远；小；慢；（3）匀速直线运动．

点评：牛顿第一定律不能用实验直接验证，是在实验的基础上，通过科学推理获得的．
小车从同一高度自行滑下，对于初学者，动能和势能的转化还没有学习，学生不能理解．