Question

在研究牛顿第一定律的实验时，如图所示，同一小车从同一斜面的同一高度滑下，在不同材料（毛巾、棉布、木板）的水平面上运动，分别停在图示位置．请回答：
（1）让小车从斜面的同一高度滑下，目的是______；
（2）小车在三种不同材料的水平面上运动的距离不等，说明______；
（3）由这个实验可得到结论：______．
（4）在此实验的基础上，可推理得出______．

Answer 1

解：（1）根据控制变量法的要求，在探究阻力对物体运动的影响时，只需改变接触面的不同，所以应让同一辆小车从同一个斜面的同一高度滑下，使小车在水平面上运动的初速度相同；
（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）小车在不同平面上同过的距离不等，就说明了小车受到的摩擦阻力不同，小车运动距离越长就说明摩擦阻力越小；即在小车速度相等的情况下，受到的阻力越小，滑行的距离越长．
（4）从实验可以得出，小车受到的阻力越小，小车滑行的距离越远；因此如果小车不受阻力作用，那么小车将保持原来的速度和方向永远运动下去；即运动的小车，当不受到阻力作用时，将保持匀速直线运动．
故答案为：（1）使小车到达水平面时的速度相同；
（2）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）在小车速度相等的情况下，受到的阻力越小，滑行的距离越长；
（4）运动的小车，当不受到阻力作用时，将保持匀速直线运动．
分析：（1）实验中，我们要探究的是阻力对物体运动的影响，因此，应控制小车在到达水平面时的初速度相同，只改变接触面的阻力大小，这样才符合控制变量法的要求；
（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）根据接触面的粗糙程度和小车滑行的距离进行归纳．
（4）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．
点评：探究阻力对物体运动的影响实验中，所用到的实验方法除控制变量法外，还有一种特殊的方法，那就是科学推理法，也被称为理想实验法．因为，表面的绝对光滑只是一种理想状态，无法在现实中达到，因此，只能是在实验现象的基础上，再加上科学推理来得出结论，这一点需引起我们的注意．