Question

如圖是研究牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)回答：
（1）三次實(shí)驗(yàn)中讓小車從斜面同一高度由靜止開始滑下，是為了使它在平面上開始運(yùn)動(dòng)的速度

相同

．
（2）實(shí)驗(yàn)為了讓小車受到不同的阻力，采用的做法是：

使水平面的粗糙程度不同

．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：平面越光滑，小車受到的摩擦力越

小

，速度減小得越

慢

．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，可推理得出：運(yùn)動(dòng)的小車如所受的阻力為零，小車將做

勻速直線

運(yùn)動(dòng)．
（5）牛頓第一定律是建立在：

D

．
A．日常生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上　　　 B．科學(xué)家猜想的基礎(chǔ)上
C．直接實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上　　　 D．實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理相結(jié)合的基礎(chǔ)上
（6）畫出小車在毛巾表面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力示意圖．
（7）汽車在快速行駛過(guò)程中，突然前方有行人橫穿馬路，司機(jī)緊急剎車，坐在副駕駛位置的人幸虧系著安全帶，才沒(méi)有破窗飛出．請(qǐng)你解釋這一現(xiàn)象．
答：剎車前人和車都是

運(yùn)動(dòng)

的．剎車后車速突然減慢，坐在副駕駛位置的人由于具有

慣性

要保持原來(lái)的

運(yùn)動(dòng)

狀態(tài)．因此，若不系安全帶就可能會(huì)破窗飛出．
（8）一輛小型汽車的質(zhì)量是1.2t，在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力大小是汽車車重的0.2倍，此時(shí)汽車的牽引力大小是

2400N

，汽車所受地面的支持力大小是

12000N

（g=10N/kg）．

Answer 1

分析：（1）小車從斜面的同一度度滑下是控制變量法的需要，從能量轉(zhuǎn)化的角度來(lái)分析，是為了使其具有相同的重力勢(shì)能，再轉(zhuǎn)化成相同的動(dòng)能，從而在到達(dá)水平面時(shí)有相同的初速度．
（2）小車在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的阻力主要是摩擦力．影響摩擦力大小的因素有壓力的大小、接觸面的粗糙程度．在壓力一定的情況下，改變接觸面的粗糙程度可改變摩擦力的大小．
（3）壓力一定時(shí)，接觸面越光滑，摩擦力越小，小車所受的影響就越小．
（4）小車受到的摩擦力越小，小車受到的影響就越小，速度減小得越慢，可以假想水平面無(wú)限光滑，那么阻力就為0，小車將不會(huì)受到摩擦阻力的影響將永遠(yuǎn)勻速直線運(yùn)動(dòng)下去．
（5）實(shí)際上摩擦阻力可以減小，但不可能變?yōu)?，所以牛頓第一定律是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上加以理想推理得到的．
（6）小車在毛巾表面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的力有重力、支持力、摩擦阻力．可畫出其所受力的示意圖．
（7）任何物體都具有慣性，利用慣性解釋突然剎車出現(xiàn)的現(xiàn)象．
（8）利用重力公式求出小汽車的重力，也可求出其所受的摩擦阻力，利用平衡知識(shí)求得牽引力的大小和支持力的大小．

解答：解：（1）當(dāng)小車在斜面的同一高度時(shí)，所具有的重力勢(shì)能相同，在下滑過(guò)程中，轉(zhuǎn)化成的動(dòng)能相同，質(zhì)量又不變，所以到達(dá)水平面的初速度相同；
（2）在水平面上鋪上粗糙程度不同的物體，可使小車受到不同的阻力．
（3）從實(shí)驗(yàn)中可以看出，水平面越光滑，對(duì)小車的阻力越小，小車運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn)，小車的速度減小得越慢．
（4）當(dāng)水平面絕對(duì)光滑，運(yùn)動(dòng)的小車受到的阻力為0，即小車在水平方向上不受力的作用時(shí)，小車將勻速直線運(yùn)動(dòng)下去．
（5）牛頓第一定律是建立在實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理相結(jié)合的基礎(chǔ)上的．
（6）小車在毛巾表面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力示意圖如下圖：

（7）汽車在快速行駛過(guò)程中，突然前方有行人橫穿馬路，司機(jī)緊急剎車，剎車前人和車都是運(yùn)動(dòng)的．剎車后車速突然減慢，坐在副駕駛位置的人由于具有慣性要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)．因此，若不系安全帶就可能會(huì)破窗飛出．
（8）小汽車的質(zhì)量m=1.2t=1200kg，
小汽車的重力G=mg=1200kg×10N/kg=12000N，
小汽車所受的摩擦力f=0.2G=0.2×12000N=2400N，
支持力和重力是一對(duì)平衡力，所以支持力F_N=12000N，
牽引力和摩擦力是一對(duì)平衡力，所以牽引力F=f=2400N．
故答案為：（1）相同；
（2）使水平面的粗糙程度不同；
（3）小；慢；　　　　　　　
（4）勻速直線；
（5）D；
（6）如圖；　　
（7）運(yùn)動(dòng)；慣性；運(yùn)動(dòng)；
（8）2400N；12000N．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)分析推導(dǎo)出著名的牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)的掌握程度．該實(shí)驗(yàn)是推理實(shí)驗(yàn)要掌握這種實(shí)驗(yàn)方法．