Question

7．小宇骑车时发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离，他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关．为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度．

（1）为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系．小宇先后三次将小球从斜面上的同一高度处释放，三次实验结果如图甲所示，由此得到结论：当速度相同时，水平面越粗糙，小球滑行距离越短．小宇认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，将做匀速直线运动．
（2）在上述的三次实验中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W₁，小球克服木板的摩擦力做的功为W₂，则W₁=W₂（选填“＞”、“＜”或“﹦”）．
（3）为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，小宇设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为h_A、h_B的位置滚下（m_A＜m_B，h_A＞h_B），推动小木块运动一段距离后静止．同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是：没有控制质量相等．
（4）下列说法不正确的是B
A．两个实验中如果斜面是光滑的，实验照样可以进行．
B．图乙实验在实际操作中使用球体比圆柱体容易观察实验现象．
C．真空不能传播声音采用了与图甲相同的研究方法．
D．研究“杠杆的平衡条件”的实验采用了与上述甲乙都不同的实验方法．

Answer 1

分析 （1）实验目的是研究阻力对物体运动的影响，需要控制小球的初速度要相同；通过小球的运动距离反应速度的变化和摩擦阻力的大小进而得出结论；最后进行合理的推理得出假如不受力的情况．
（2）小球消耗的动能都克服摩擦力做功了，根据小球原来动能的大小比较做功的多少；
（3）要探究超速带来的安全隐患，应控制车的质量、路面相同而车的速度不同；滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与物体运动速度的大小无关；
（4）根据各选项提供的内容进行分析，然后判断正误．

解答 解：
（1）在探究过程中，采用控制变量法，保证小车到达水平面时的速度相同，通过实验结果可以看出，接触面越粗糙，摩擦力越大，小球速度减小的越快，运动的距离越短；
若水平面光滑无摩擦，则小球不受摩擦力，小球的速度和方向不变，即做匀速直线运动．
（2）在本实验中，小球的动能都用来克服摩擦力做功了，由于小球质量和速度相同，所以三次的动能相同，做的功也相同；
（3）要模拟研究汽车超速带来的安全隐患，应使速度不同但质量相同的小球撞击木块，由图乙知，小球的质量不同，这种设计不合理；
在图乙所示的甲、乙两次实验中，木块移动过程中对接触面的压力和接触面的粗糙程度没变，受到的摩擦力不变，则f_甲=f_乙．
（4）A、两个实验中如果斜面是光滑的，小球下滑时不受摩擦力，达到水平面时的速度会更快，但实验照样可以进行，故A正确；
B、图乙实验在实际操作中使用球体与使用圆柱体观察到的实验现象相同，故B错误；
C、在探究真空不能传声时，用抽气机抽出玻璃钟罩内的空气，随着抽气，声音越来越小，推理得出真空不能传声，因此该结论是在实验的基础上进过进一研究“杠杆的平衡条件”的实验采用了与上述甲乙都不同的实验方法步推得出的，不是实验直接得出的结论，采用了实验+推理的方法，与图甲的研究方法相同，故C正确；
D、在研究杠杆的平衡条件时，改变力和力臂多次测量，是为了得到客观的规律，避免结论的偶然性，与上述甲乙的实验方法不同，故D正确．
故答案为：（1）当速度相同时，水平面越粗糙，小球滑行距离越短；做匀速直线运动；（2）=；（3）没有控制质量相等；（4）B．

点评 本题将“阻力对物体运动的影响”、“影响动能大小的因素”两个实验相结合，考查了学生分析实验现象的能力以及严谨的科学观，这就要求我们在平常的试验中多注意分析实验的方法．