Question

16．用如图所示的实验装置研究运动和力的关系．让小车每次从斜面顶端处由静止滑下，改变水平面的粗糙程度，测量小车在水平面上滑行的距离．结果记录在表中．

接触面	小车受到的 摩擦力大小	小车运动的距离s （单位：cm）
毛巾	大	18.30
棉布	较大	26.83
木板	小

（1）第三次实验中，小车在水平木板上滑行时的停止位置如图所示，读出小车在木板上滑行的距离是63.20cm．
（2）每次都让小车从同一高度由静止开始滑下，是为了使小车在滑到底端时具有相同的初速度．
（3）小车在三种不同材料的水平面上运动距离不等．说明了小车在越光滑平面上受到的摩擦力越小，速度减小得越慢．
（4）根据实验结果推理可得：若接触面完全光滑，即水平方向不受外力作用，轨道足够长，小车将一直做匀速直线运动．可见，力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因．
（5）在此实验的基础上进行合理的推理，可以得到：运动物体不受外力时，它将做匀速直线运动．

Answer 1

分析 （1）刻度尺的读数：刻度尺测量物体的长度，使用的单位是cm，每一个大格代表1cm，每一个小格代表0.1cm．
（2）实验中通过小车下滑的高度来控制小车的速度；
（3）根据表中接触面的粗糙程度与小车滑行的距离即可得出滑行距离与摩擦力的关系；
（4）根据（3）小题中的规律进行推理，如果平面不存在摩擦力，物体永远运动下去，可知力是改变物体运动状态的原因．

解答 解：（1）小车有一定的长度，可以读车头对应的刻度变化，也可以读车尾对应的刻度变化．小车的车尾从零刻度开始运动，静止时车尾到达63.20cm，则小车运动的距离是63.20cm．
（2）为了使小车到达水平面具有相同的初速度，应使小车从同一高度处由静止滑下；
（3）从表中数据可知，接触面从毛巾→棉布→木板，小车在越光滑平面上受到的摩擦力越小，小车运动距离越来越长，说明速度减小得越慢．
（4）根据实验现象，如果接触面越来越光滑，摩擦力越来越小，速度改变的越来越慢．如果接触面绝对的光滑，没有摩擦，小车的速度不会改变，永远保持匀速直线运动．
因此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）由（4）小题的结论可得没有力的作用物体还能保持匀速直线运动．
故答案为：（1）63.20；（2）同一高度；初速度；（3）小；慢；（4）匀速直线；改变；（5）做匀速直线运动．

点评 （1）掌握刻度尺的读数方法．
（2）能设计实验研究牛顿第一定律．根据实验数据分析和推导牛顿第一定律．
（3）正确理解力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体的运动的原因．