Question

如图所示，在研究牛顿第一定律的实验时，同一小车从同样光滑斜面的同一高度滑下，接着在表面材料不同（毛巾、棉布、木板）的水平面上继续运动，分别停在如图所示的不同地方，请回答：
（1）从能量的观点分析，小车为什么要从斜面的同一高度滑下？（1分
（2）小车在三种不同材料的水平面上运动的距离不等，说明了什么？
（3）由这个实验推理可得出什么结论呢？（1分）

Answer 1

分析：（1）小车从斜面的同一度度滑下是控制变量法的需要，从能量转化的角度来分析，是为了使其具有相同的重力势能，再转化成相同的动能，从而在到达水平面时有相同的初速度；
（2）小车之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力的作用，接触面的阻力越大，对小车的影响就越明显，可以从这一角度进行分析；
（3）可以假想水平面无限光滑，那么阻力就无限小，小车运动的距离就会无限远，最后可达到做匀速直线运动的理想状态．

解答：答：（1）当小车在斜面的同一高度时，所具有的重力势能相同，在下滑过程中，转化成的动能相同，质量又不变，所以到达水平面的初速度相同；
（2）从实验中可以看出，水平面越光滑，对小车的阻力越小，小车运动得越远，小车的速度减小得越慢；
（3）当水平面绝对光滑，小车受到的阻力为0，即小车在水平方向上不受力的作用时，小车将会做匀速直线运动．

点评：（1）考查了重力势能与动能的转化，以及影响动能、重力势能大小的因素；
（2）重点分析阻力对物体运动状态改变所起的作用；
（3）通过对理想状态的想象与推理，得出进一步的结论，这种方法也被称为理想实验法．