题目内容

15．小清在学习物理过程中善于归纳和总结，他发现在力学中有很多实验有相似之处，于是他来到实验室，找到了如下器材：①表面平整的长木板（带斜面）；②刻度尺；③弹簧测力计；④小车；⑤带钩的木块；⑥毛巾；⑦棉布；⑧钩码．

（1）小清选择了一些器材如图所示，探究“阻力对物体运动的影响”，让小车从同一斜面相同高度由静止滚下，是为了使小车到达水平面时速度相同．实验发现水平表面越光滑，小车速度减小得越慢，经过推理得出：运动的物体如果不受力将保持匀速直线运动状态．
（2）探究“动能的大小与什么因素有关”的实验中，在丙图实验的基础上只需要再选择⑤ 器材（填器材前面的序号）就可以探究动能的大小与运动速度的关系．实验中通过对木块被推动的距离的观察和比较来反映动能的大小．忽略小车与斜面间的摩擦及空气阻力，当小车从斜面静止滑下，重力势能转化为动能．
（3）探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验，小清在丙图实验的基础上又选择了器材③和⑤，用来探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系，请你完成实验步骤．
步骤①：用弹簧测力计水平拉动木块，使木块在木板上做匀速直线运动，测出拉力大小F1；
步骤②：将小车轮朝上压在木块上，用弹簧测力计水平拉动木块，使木块在木板上匀速直线运动，测出拉力大小F2；
步骤③：比较F1和F2的大小得出结论．

分析 （1）在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，要控制小车到达水平面的速度相同，最终通过实验现象推理得出小车不受力时，将保持匀速直线运动；
（2）在探究“动能的大小与什么因素有关”的实验中，通过木块被推动的距离来反映物理动能的大小；同时还要知道动能和重力势能可以相互转化；
（3）在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，要利用二力平衡条件，使木块做匀速直线运动，同时运用控制变量法，分析探究与两个不同变量之间的关系．

解答 解：（1）探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，让小车从同一斜面相同高度由静止滚下，是为了使小车到达水平面时速度相同，符合控制变量法的要求．
实验发现水平表面越光滑，小车速度减小得越慢，经过推理得出：运动的物体如果不受力将保持匀速直线运动状态．
（2）探究“动能的大小与什么因素有关”的实验中，可让小车从斜面上滑下并撞击木块，故在丙图实验的基础上只需要再选择⑤带钩的木块就可以探究动能的大小与运动速度的关系．
实验中通过对木块被推动的距离的观察和比较来反映动能的大小．
忽略小车与斜面间的摩擦及空气阻力，当小车从斜面静止滑下，高度减小，速度增大，所以是重力势能转化为动能．
（3）探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系，首先要用弹簧测力计水平拉动木块，使木块在木板上做匀速直线运动，测出拉力大小F1；
然后将小车轮朝上压在木块上，用弹簧测力计水平拉动木块，使木块在木板上匀速直线运动，测出拉力大小F2；
最后通过比较F1和F2的大小得出结论．
故答案为：（1）到达水平面时速度；保持匀速直线运动状态；
（2）⑤；木块被推动的距离；重力势；
（3）匀速直线；用弹簧测力计水平拉动木块，使木块在木板上匀速直线运动，测出拉力大小；F2；F1和F2的大小．

点评 本题中考查了三个物理学中的典型的探究实验，三个实验都用到了控制变量法，后两个实验还用到了转换法，有一定的相似性，在学习时要注意比较记忆．

练习册系列答案
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