Question

14．用如图所示的实验装置研究运动和力的关系．

（1）让小车从斜面滑下后沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到的重力和支持力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的摩擦力．
（2）每次都让小车从同一斜面的同一高度位置由静止开始滑下，是为了使小车在滑到底端时具有相同的速度．
（3）比较图中小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，小车运动得越远．
（4）进一步推理可知：若水平面绝对光滑（不受阻力），小车将做匀速直线运动．可见，力不是使物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因．
（5）英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律叫牛顿第一定律．这个定律不是（填“是”或“不是”）用实验直接得出的．

Answer 1

分析 （1）根据物体运动状态判断物体的受力情况是关键；物体处于匀速直线运动状态时，受到平衡力的作用，分析准确哪个力和哪个力是平衡力很关键；
（2）为完成研究“运动和力的关系”的实验，应采用控制变量的思想，即保持小车到达水平面时的速度相同；
（3）根据实验现象，可得出摩擦力的变化对小车运动距离的影响；
（4）在实验现象的基础上，通过进一步推理，可得出水平面绝对光滑时小车的运动情况；并进一步总结力与运动的关系；
（5）牛顿第一定律是人大量实验事实的基础上，通过科学推理得出的，不能用实验直接验证．

解答 解：（1）小车在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力；
（2）根据控制变量法的思想；让小车从同一个斜面的同一高度位置由静止开始滑下，是为了使小车滑到斜面底端时具有相同速度；
（3）对比三幅图，不难看出：水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，小车运动得越远，速度减小得越慢；
（4）在此实验的基础上进行合理的推理，可以得出：运动物体不受外力时，其速度不会变化，即它将做匀速直线运动；
进一步推理可知，力不是使物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因．
（5）牛顿第一定律是人大量实验事实的基础上，通过科学推理得出的，不是用实验直接得出的．
故答案为：（1）重；支持；（2）同一高度；（3）小；远；（4）匀速直线；改变；（5）不是．

点评 此实验采用了控制变量法和科学推理法，要学会对小车进行受力分析，能根据实验现象进行科学的推理，最终得出力与运动的关系．