Question

小明用如图所示的装置研究牛顿第一定律
（1）指出实验中应控制不变的相关因素：（请指出其中两个）
①

同一小车、同一斜面

；②

小车下滑时的高度

．
（2）实验中每一次都使小车在同一点自由释放的目的是使

小车在滑至水平面时具有相同的速度

．
小明让小车每次从斜面同一点处由静止滑下，实验中只依次改变水平面的粗糙程度，测量小车在水平面上滑行的距离．结果记录在下表中．

实验次数	接触面	小车受到的摩擦力大小	小车运动的距离s（单位：cm）
一	毛巾	大	6.25
二	棉布	较大	12.71
三	木板	小	32.32

（3）由实验一、二、三可得到结论：

小车所受的阻力越小，其运动的距离越远

．
（4）想象如果图丁所示的水平板是绝对光滑的，且空气阻力为零，则小车的运动情况为

做匀速直线运动

．
（5）由此研究可发现、牛顿第一定律的得出是应用

实验推理

法．

Answer 1

分析：（1）此实验让同一小车、同一斜面、同一高度、各板均保持水平从三种不同接触面下滑来研究摩擦力对小车运动状态的影响．
（2）同一小车在同一高度，小车具有的重力势能相同，到达斜面底部小车的重力势能全部转化为小车的动能，到达斜面底部，小车的动能相同，小车的质量不变，小车的速度相同．所以每次释放小车都要求从斜面的同一高度释放是为了使小车到达斜面底部的速度相同．
（3）由表中的数据可知，当表面越光滑时，小车的滑行距离越远，这说明表面对小车的阻力越小．
（4）当表面完全光滑时（不存在摩擦力），那么小车将会以这个速度一直运动下去，即作匀速直线运动．
（5）现实世界中，不受力的物体是没有的，所以牛顿第一定律是在现实的实验基础上，通过分析、概括、推理得出的．

解答：解：（1）为了研究摩擦力对小车运动状态的影响，因此要求同一小车从斜面的同一高度滑下三种接触面改变的是小车所受到的阻力，由此得出牛顿第一定律的内容．
故答案为：①同一小车、同一斜面；②小车下滑时的高度．
（2）小车从同一高度释放，具有相同的重力势能，下滑时，重力势能转化为动能，动能相同，小车的质量不变，小车的速度相同．
故答案为：小车在滑至水平面时具有相同的速度．
（3）给出的三种材料：毛巾、棉布、木板可见，它们的粗糙程度是毛巾大于棉布，棉布大于木板．在这三种材料上面，小车滑行的距离大小关系为：毛巾小于棉布，棉布小于木板，这就表明：平面越光滑，摩擦力就越小，小车前进的距离就越大．
故答案为：小车所受的阻力越小，其运动的距离越远．
（4）若接触面完全光滑，即没有摩擦阻力，小车将保持原速度做匀速直线运动；
故答案为：做匀速直线运动．
（5）牛顿第一定律的前提条件是物体不受力的作用，所以它不能由实验得出来，而是通过分析事实，再进一步概括、推理得出来的．
故答案为：实验推理．

点评：对于探究阻力对物体运动的影响，小车从同一高度释放，获得相同的速度，对于理解为什么从同一高度能获得相同的速度，由于用到重力势能和动能的转化，学生还没有学习能量转化，不能理解，只能从生活经验理解即可．