Question

在水平桌面上铺上粗糙程度不同的材料（如毛巾、棉布、木板等），让小车自斜面顶端从静止开始滑下，三次实验现象如图所示，比较小车沿水平面运动的距离．请你观察实验现象思考后回答：
（1）三次实验中采用“同一小车、保持同一高度、让小车从静止开始下滑”，这样做的目的是

使小车到达水平面时的初速度相同

．
（2）三次实验中，小车在水平面上受到摩擦力最大的是在

毛巾

表面上，这说明小车受到摩擦力的大小与接触面的

粗糙程度

有关．
（3）进一步推理可知，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．
（4）这个实验从根本上证明了

力是维持物体运动的原因

 的观点是错误的．

Answer 1

分析：①在进行牛顿第一定律的实验时，我们主要研究的是摩擦阻力对小车运动情况的影响，因此，需控制小车在水平面的速度相等，这样才能得出其不同摩擦阻力下，对小车运动状态的影响．再根据不同表面的摩擦大小，可判断小车前进距离的远近；
②分析实验现象可知，小车受到的阻力越小，其前进的距离会越远，据此进一步做出极端假设，即小车不受外力时，会永远运动下去．这一实验是牛顿第一定律得出的基础，再在此基础上进行科学推理才最终得出了这一著名的定律；
③在最初研究运动和力的关系时，所持的观点是“力是维持物体运动的原因”，而在本实验中，物体靠惯性运动，如果没有外力的作用，其照样可以做匀速直线运动，因此反驳了上述观点．

解答：解：
（1）实验中，让同一小车，三次在同一斜面的同一高度处从静止开始下滑，目的是为了使小车到达水平位置时，具有相同的初速度；
（2）三种表面中木板最光滑，棉布次之，毛巾最粗糙，对小车的摩擦力越大，这说明小车受到摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关；
（3）分析其实质可知，小车前进距离的远近受摩擦阻力的影响，摩擦力越小，小车前进的距离就会越远，进一步推理可知，若水平面绝对光滑，小车会在水平面上做匀速直线运动；
（4）本实验的最终结论是，物体不受力时可做匀速直线运动，因此，从根本上证明了“力是维持物体运动的原因”（或“维持物体运动必须要有力”）这一观点是错误的．
故答案为：
（1）使小车到达水平面时的初速度相同；
（2）毛巾；粗糙程度；
（3）匀速直线；
（4）力是维持物体运动的原因．

点评：本题主要考查了牛顿第一定律的实验过程和推理过程，这一实验结果的得出方式是我们应该特别注意的，同时，实验中还用到了控制变量的方法，也是我们应该重点学习的．