Question

10．科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段．在研究和解决问题的过程中，不仅需要相应的知识，还需要运用科学的方法．理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想了一个理想实验，如图所示．
①两个对接的斜面，静止的小球沿一个斜面滚下，将滚上另一个斜面；
②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；
③减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度；
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球会沿水平面做持续的匀速运动．通过对这个实验分析，我们可以得到的最直接结论是（　　）

• A． 自然界的一切物体都具有惯性
• B． 小球的加速度和所受合外力成正比
• C． 小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小
• D． 光滑水平面上运动的小球，运动状态的维持并不需要外力

Answer 1

分析 理想斜面实验：在轨道的一边释放一颗钢珠，如果忽略摩擦力带来的影响，我们发现钢珠从左边滚下后，再从右边的斜面滚上，钢珠将上升到与左边释放高度相同的点；若将右边的倾斜角减小，钢珠还是上升到原来的高度，但通过的路程比原来更长；假设右边的轨道为水平，钢珠想要达到原来的高度，但是钢珠无法达到原来的高度，钢珠将永远运动下去．

解答 解：A、理想斜面实验只能说明钢球具有惯性，推广到一切物体的是牛顿，故A错误；
B、小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小，这是牛顿第二定律内容，故B错误；
C、如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变，这是牛顿得出的，故C错误；
D、伽利略通过“理想斜面实验”和科学推理，得出的结论是：力不是维持物体运动的原因，光滑水平面上运动的小球，运动状态的维持并不需要外力，故D正确；
故选：D

点评 伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法：在实验的基础上，进行理想化推理（也称作理想化实验），它标志着物理学的真正开端．