Question

5．在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布；让小车从斜面顶端由静止滑下，如图1所示，观察和比较小车在毛巾表面，棉布表面和木板表面滑行的距离．
（1）每次都要让小车从斜面上的同一位置开始下滑，使小车每次进入水平部分时速度大小相等．
（2）实验中是通过改变水平面的粗糙程度来改变小车所受阻力大小的．
（3）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）阻力大小	（b）滑行距离
①
②
③

（4）实验中发现：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，在木板上滑行的距离最远，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢（选填“快”或“慢”）．
（5）推理：本实验中，如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零，它将做匀速直线运动．
（6）在此基础上，牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律，请问：牛顿第一定律不能    （选填“能”或“不能”）直接由实验得出．
（7）通过上面的探究后，小明再思考如下的问题，如图2所示，摆球从A点由静止释放摆到最低点B，进而又摆至右侧最高点C，在C点时如果摆球所受的力忽然全部消失，则摆球将静止（选填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”）；若摆球摆至C点的一瞬间绳子突然断裂，小球将竖直向下运动（选填“静止”“竖直向下运动”或“斜向右下方运动”）．

Answer 1

分析 （1）该实验应使小车运动到斜面底端时的速度相等，比较小车运动的距离才有意义，所以要控制小车每次都从斜面上同一位置释放；
（2）改变接触面的粗糙程度，可以改变摩擦力阻力的大小；
（3）表格中内容应记录不同表面阻力的大小关系及滑行距离的关系；
（4）小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力，实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小，阻力越小小车运动的距离越远；
（5）由第（3）问中所观察到的现象以及结论推理出阻力为零时的运动情况；
（6）牛顿第一定律是在实验基础上通过推理得出的；
（7）根据牛顿第一定律，当物体不受任何外力时，将保持静止状态或匀速直线运动状态．

解答 解：
（1）每次都从斜面上同一位置释放，使小车运动到斜面底端时的速度相等；
（2）在做“斜面小车实验”时，给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体，目的是探究阻力对物体运动的影响，由毛巾表面到棉布再到木板，接触面的粗糙程度减小，小车受到的阻力也减小；
（3）a应该记录不同表面阻力的大小，b列应记录小车在不同表面滑行距离的大小；
（4）表面越光滑，阻力就越小，小车运动的距离就越远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；
（5）假如小车受到的阻力为零，即小车不受力，小车的运动状态将不会改变，做匀速直线运动；
（6）由上分析可知，牛顿第一定律是在实验的基础上，通过推理得出的，不是用实验直接得出的；
（7）当摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时，此时小球的动能全部转化为重力势能，速度为零，若不受任何外力，将保持静止状态不变．
如果在C点只有绳子断了，则小球由于受到重力作用竖直下落．
故答案为：（1）速度；（2）水平面的粗糙程度；（3）（a）阻力大小；（b）滑行距离；（4）慢；（5）匀速直线运动；（6）不能；（7）静止；竖直向下运动．

点评 本题是探究阻力对物体运动的影响实验，要掌握实验的现象及结论，知道在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容，解此类问题一定要注意思考实验的意义，并能根据所学的其他物理知识分析解决本实验中相关的实验现象．