Question

理想实验是研究物理规律的一种重要的思想方法，它以大量可靠的事实为基础，以真实的实验为原型，通过合理的推理得出物理规律．理想实验能深刻地揭示物理规律的本质．如图1所示，是伽利略著名的斜面理想实验，实验设想的步骤有：
①减小第二个斜面的倾角，小球在该斜面上仍然要达到原来的高度．
②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．
③继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面作持续的匀速运动．
④如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度．
（1）请将上述步骤按照正确的顺序排列

②④①③

（用序号①②③④来表示）
（2）在上述设想步骤中，有的属于可靠事实，有的则是理想化的推论．下面关于这些事实和推论的分类正确的是

B

（选填字母）
A．①是事实，②③是推论，④是假设   B．②是事实，①③是推论，④是假设
C．③是事实，①②是推论，④是假设   D．④是事实，①②③是推论
（3）在研究“牛顿第一定律”的实验中（如图2所示），让同一小车从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动，小车在水平方向上受力的大小可通过小车

在水平面上移动的距离的大小

表现出来．
（4）当要研究某个物理量与多个因素的关系时，一般要采用

控制变量

法．例如：在探究摩擦力与什么因素有关的实验中，要研究摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变

压力大小

，同时保持接触面的粗糙程度不变．

Answer 1

分析：（1）伽利略的理想实验，在客观事实的基础上，进行了合理的推理，根据题目所示实验操作，合理安排实验步骤．
（2）分析实验步骤，然后找出实验事实、假设与推理，然后答题．
（3）小车受力大小不容易直接观察出来，在小车初速度相同的情况下，小车所受阻力越大，小车滑行距离越小，小车所受阻力越小，小车滑行距离越大，因此我们可以通过观察小车滑行的距离大小，间接判断小车所受阻力大小．
（4）要研究某个物理量与多个因素的关系时，一般保持一个量不变，再研究其余量的关系，影响摩擦力的因素是压力的大小和接触面的粗糙程度．

解答：解：（1）合理的实验步骤是：②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；④如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；①减小第二个斜面的倾角，小球在该斜面上仍然要达到原来的高度；③继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面作持续的匀速运动．即实验步骤是②④①③．
（2）B．②“两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面”是事实，④“如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度”是假设，
①“减小第二个斜面的倾角，小球在该斜面上仍然要达到原来的高度”与③“继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面作持续的匀速运动”是在假设基础上进行的推论，故B正确．
（3）同一小车从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动，小车下水平方向上所受阻力越大，小车滑行距离越小，小车所受阻力越小，小车滑行距离越大，因此小车在水平方向上受力的大小可通过小车在水平面上移动的距离的大小表现出来．
（4）要研究某个物理量与多个因素的关系时，一般要采用控制变量法，要研究摩擦力的大小与压力大小关系时，先保持接触面的粗糙程度不变，改变压力的大小．
答：（1）②④①③；（2）B；（3）在水平面上移动的距离的大小；（4）控制变量法；压力大小．

点评：本题主要是对学生科学探究能力的考查，有机渗透对科学态度、以及科学方法的体验与应用，本题同时考查了控制变量法与转换法的应用，是一道难题．