Question

古希学者亚里士多德认为：如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用．而伽利略则认为：运动物体并不需要力来维持．到底谁说得对呢？为了探究这个问题．小中和同学们设计了如图所示的实验．

（1）为了探究不同阻力对运动的影响，实验时要使小车从斜面的同一高度自行滑下，这样做的目的是

使小车刚达到水平面时的速度相等

；
（2）在水平轨道上铺上不同材料是为了

改变小车受到的摩擦力

；
（3）根据实验现象可以得出结论：小车以同样的速度进入水平轨道时，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越

小

，速度减小得越

慢

，小车运动的距离越

远

．假如水平面对小车完全没有摩擦，小车将

做匀速直线运动

．

Answer 1

分析：小车在同一高度，具有的重力势能相同，小车放在同一个高度自由滑下，重力势能转化为动能，小车到达斜面底部获得相等的速度．
小车在水平面上运动，对水平面的压力大小等于小车的重力，水平面的材料不同，粗糙程度不同，摩擦力大小不同．
水平面越光滑，摩擦力越小，改变物体的运动状态越慢，小车运动的越远．
如果没有摩擦力，小车的运动状态将不发生改变，永远匀速直线运动下去．

解答：解：（1）小车在斜面的同一个高度，具有相同的重力势能，小车下滑时，重力势能转化为动能，动能相同，质量不变，速度相同，所以小车从同一高度自行下滑，是为了使小车刚达到水平面时的速度相等．
（2）在水平面上铺上不同材料，是为了改变接触面的粗糙程度，改变小车受到的摩擦力．
（3）小车以同样的速度进入水平轨道时，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，改变物体的运动状态越慢，速度减小得越慢，小车运动的距离越远．
假如水平面对小车完全没有摩擦，小车的运动状态将不发生改变，小车将永远做匀速直线运动．
故答案为：（1）使小车刚达到水平面时的速度相等；（2）改变小车受到的摩擦力；（3）小；慢；远；做匀速直线运动．

点评：牛顿第一定律不能用实验直接验证，是在实验的基础上，通过科学推理获得的．
小车从同一高度自行滑下，对于初学者，动能和势能的转化还没有学习，学生不能理解．