Question

如圖所示，在研究牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)時，同一小車從同樣光滑斜面的同一高度滑下，接著在表面材料不同（毛巾、棉布、木板）的水平面上繼續(xù)運(yùn)動，分別停在如圖所示的不同地方，請回答：
（1）從能量的觀點(diǎn)分析，小車為什么要從斜面的同一高度滑下？（1分
（2）小車在三種不同材料的水平面上運(yùn)動的距離不等，說明了什么？
（3）由這個實(shí)驗(yàn)推理可得出什么結(jié)論呢？（1分）

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)化的角度來分析，是為了使其具有相同的重力勢能，再轉(zhuǎn)化成相同的動能，從而在到達(dá)水平面時有相同的初速度；
（2）小車之所以會停下來，是因?yàn)槭艿搅四Σ磷枇Φ淖饔茫�接觸面的阻力越大，對小車的影響就越明顯，可以從這一角度進(jìn)行分析；
（3）可以假想水平面無限光滑，那么阻力就無限小，小車運(yùn)動的距離就會無限遠(yuǎn)，最后可達(dá)到做勻速直線運(yùn)動的理想狀態(tài)．

解答：答：（1）當(dāng)小車在斜面的同一高度時，所具有的重力勢能相同，在下滑過程中，轉(zhuǎn)化成的動能相同，質(zhì)量又不變，所以到達(dá)水平面的初速度相同；
（2）從實(shí)驗(yàn)中可以看出，水平面越光滑，對小車的阻力越小，小車運(yùn)動得越遠(yuǎn)，小車的速度減小得越慢；
（3）當(dāng)水平面絕對光滑，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，小車將會做勻速直線運(yùn)動．

點(diǎn)評：（1）考查了重力勢能與動能的轉(zhuǎn)化，以及影響動能、重力勢能大小的因素；
（2）重點(diǎn)分析阻力對物體運(yùn)動狀態(tài)改變所起的作用；
（3）通過對理想狀態(tài)的想象與推理，得出進(jìn)一步的結(jié)論，這種方法也被稱為理想實(shí)驗(yàn)法．