Question

4．如图1是小明探究“阻力对物体运动的影响”的过程．

（1）为了使小车刚运动到水面时的速度相同，小明应让小车从斜面的相同（选填“相同”或“不同”）高度由静止滑下．小明在操作中发现，不用斜面而直接用手推小车，也可以使小车在水平面上运动．若采用此方法不能（选填“能”或“不能”）探究阻力对物体运动的影响，理由是：用手推小车的速度与小车从斜面落下的速度不同．
（2）下面是记录实验情况的表格，请将其中（a）、（b）两项内容补充完整．

实验序号	水平部分材料	（a）小车受阻力的情况	（b）小车运动的路程
①
②
③

（3）小明通过实验发现：水平面越光滑，小车运动的距离越长（选填“长”或“短”），即小车受到的阻力越小，速度减小得越慢（选填“快”或“慢”）．
（4）在大量类似实验基础上，牛顿等科学家经过进一步推理而概括出了著名的牛顿第一定律．它是人们公认的物理学基本定律之一，在实际生活中有着广泛的应用．一架在空中水平向右匀速直线飞行的飞机上，自由落下了一颗炸弹．下列给出了几种炸弹落地前与飞机位置关系的情形，如图2所示．请你认真分析后作出正确的选择：
①不计空气对炸弹的阻力，炸弹与飞机的位置关系为乙图．
②实际上，由于空气阻力的存在，炸弹与飞机的位置关系为甲图．

Answer 1

分析 （1）本实验影响小车运动距离远近的因素主要有两个：一是摩擦阻力的大小；二是小车到达水平面的速度大小；因此探究小车滑行的距离与摩擦阻力的关系时，就必须确保到达水平面时的速度相同；对于此类多因素问题应利用控制变量法的思路去分析解决；
（2）应用控制变量法，根据接触面的粗糙程度与小车滑行距离的关系判断表格中应记录的内容；
（3）小车在水平面上的初速度相等，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，小车滑行的距离越远，速度减小得越慢；
（4）分析图示情景，结合惯性和物体的受力情况可做出解答．

解答 解：
（1）研究阻力对小车运动的影响，就要保持其他量不变，因此，应使小车从同一斜面的同一位置滑下，从而使其到达水平面时具有相同的初速度；
不用斜面而直接通过人手推小车，也可以使小车在水平木板上运动．但不能保证用手推小车的速度与小车从斜面落下的速度相同，不能控制好变量，所以采用此方法不能探究动能大小与质量的关系；
（2）“要探究阻力对物体运动的影响”需要记录小车受到的阻力和小车运动的距离；
因此记录表格中需要添加（a）小车受阻力的情况；（b）小车运动的路程；
（3）由实验可知，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，小车速度变化越慢，小车滑行路程越大；
（3）①不计空气对炸弹的阻力，在水平方向上，由于炸弹具有惯性，仍保持原来的运动状态，所以炸弹与飞机的速度相等，它们相对静止，由图示可知，炸弹与飞机的位置关系为乙图；
②实际上，由于空气阻力的存在，在水平方向上，炸弹由于受到空气阻力作用，炸弹速度小于飞机速度，由图示可知，炸弹与飞机的位置关系为甲图．
故答案为：（1）相同；不能；用手推小车的速度与小车从斜面落下的速度不同；（2）（a）小车受阻力的情况；（b）小车运动的路程；（3）长；慢；（4）①乙；②甲．

点评 在探究阻力对物体运动的影响的实验中，既用到了控制变量法，同时也用到了科学推理法，要学会根据实验现象分析得出结论，并能在实验的基础上进行科学的推理．