Question

18．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）a同一小车，b同一斜面
（2）实验中每一次都使小车在同一点自由释放的目的使小车到达水平面使的速度相同．
（3）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．由1、2、3可知：小车受到阻力越小，小车运动距离越远

实验次数	接触面	小车受到的摩擦力	小车运动的距离/cm
一	毛巾	大	6.25
二	棉布	较大	12.71
三	木板	小	32.48

（4）想象如果图④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．

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．

解答 解：
（1）为了研究摩擦力对小车运动状态的影响，实验中应控制不变的相关因素是：同一小车从同一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；
（2）根据控制变量法，为保证摩擦力对小车运动距离的影响，小车应从斜面同一高度上由静止滑下，使小车到达水平面使的速度相同；
（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；
（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：（1）同一小车；同一斜面；（2）使小车到达水平面使的速度相同；（3）小；远；（4）做匀速直线运动．

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．