Question

18．请针对如图所示的实验装置及探究过程中涉及的物理知识，回答下列问题：

（1）问题：探究阻力对物体运动的影响时，为什么要使小车从同一高度自由滑下？
回答：使小车在水平面上的初速度相同．
（2）小车在粗糙程度不同的水平面上运动距离不同，说明阻力越小，小车速度减小越慢，运动距离越长（或远）．
（3）问题：如果水平面是光滑的，没有阻力，能不能探究阻力对运动的影响？为什么？
回答：不能．小车将做匀速直线运动．
（4）请从机械能角度提出一个问题并回答．
问题：小车向下运动的过程中机械能是如何转化的？
回答：重力势能转化为动能．

Answer 1

分析 本题以“研究阻力对物体运动的影响”的实验为基础，考查控制变量的问题、推理得到的结论、并迁移到机械能的角度，自主提出问题回答问题．

解答 解：（1）由题意可知，使用的是同一小车、同一斜面，又在同一高度自由滑下，目的是控制小车到达斜面底端时具有相同的速度，即小车在水平面上具有相同的初始速度；
（2）小车所受阻力越小，其运动距离越长，其速度减小越慢；
（3）依据牛顿第一定律，运动的物体不受力则永远运动，以恒定不变的速度运动，即匀速直线运动；因此，如果水平面是光滑的，没有阻力，不能探究阻力对运动的影响．
（4）小车从斜面下滑过程中，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；小车在水平面上运动时，高度不变，速度减小，机械能在减小．可以依据这些事实来提出并答出问题．
故答案为：
（1）使小车在水平面上的初速度相同；
（2）慢；长（或远）；
（3）不能．小车将做匀速直线运动；
（4）小车向下运动的过程中机械能是如何转化的？重力势能转化为动能．

点评 关于“研究阻力对物体运动的影响”的实验，即伽利略做的理想斜面实验，注意推敲的几个问题：
①使用同一小车、同一斜面、同一高度、自由滑下的目的是什么：使小车到达斜面底端具有相同的速度，或小车在水平面上具有相同的初始速度；
②小车到达斜面底端为什么不立刻停下来：小车具有惯性；
③小车为什么最终会停下来：小车受到水平面的阻力；
④小车在水平面上运动的距离和什么有关：阻力的大小；
⑤得出什么结论：平面越光滑，小车运动的距离就越远；
⑥推理得出的结论：如果小车不受力，它将永远运动下去．