Question

9．在探究“推斷物體不受力時的運動”實驗中，在水平木板上先后鋪上粗糙程度不同的毛巾和棉布；讓小車從斜面頂端由靜止滑下，如圖甲所示，觀察和比較小車在毛巾表面，棉布表面和木板表面滑行的距離．
（1）實驗中每次均讓小車從同一斜面頂端由靜止滑下的目的是：使小車每次在水平面上開始滑行時速度大小相等（選填“相等”或“不相等”）．
（2）實驗中是通過改變水平面的粗糙程度來改變小車所受阻力大小的．
（3）實驗中發現：小車在毛巾表面上滑行的距離最短，在木板上滑行的距離最長，說明小車受到的阻力越小，速度減小得越慢（選填“快”或“慢”）．
（4）推理：本實驗中，如果小車在水平面上滑行時受到的阻力為零時，它將做勻速直線運動．
（5）本實驗中小車在水平面上三次滑行過程中消耗的機械能大小相等（選填“相等”或“不相等”）．
（6）通過上面的探究后，再思考如圖乙所示的問題，擺球從A點由靜止釋放擺到右側最高點C時，如果擺球所受的力忽然全部消失，則擺球將靜止（選填“往回擺”“靜止”或“做勻速直線運動”）．

Answer 1

分析 （1）該實驗應使小車運動到斜面底端時的速度相等，比較小車運動的距離才有意義，所以要控制小車每次都從斜面上同一位置釋放；
（2）改變接觸面的粗糙程度，可以改變摩擦力阻力的大小；
（3）小車停下來的原因是小車受到了摩擦阻力，實驗中通過改變接觸面的粗糙程度來改變阻力的大小，阻力越小小車運動的距離越遠；
（4）由第（3）問中所觀察到的現象以及結論推理出阻力為零時的運動情況；
（5）機械能是指物體的動能和重力勢能總和，動能大小與物體的質量和速度有關，重力勢能大小與物體的質量和高度有關；
（6）根據牛頓第一定律，當物體不受任何外力時，將保持靜止狀態或勻速直線運動狀態．

解答 解：
（1）每次都從斜面上同一位置釋放，使小車運動到斜面底端時的速度相等；
（2）在做“斜面小車實驗”時，給水平桌面鋪上粗糙程度不同的物體，目的是探究阻力對物體運動的影響，由毛巾表面到棉布再到木板，接觸面的粗糙程度減小，小車受到的阻力也減小；
（3）表面越光滑，阻力就越小，小車運動的距離就越遠，這說明小車受到的阻力越小，速度減小得越慢；
（4）假如小車受到的阻力為零，即小車不受力，小車的運動狀態將不會改變，做勻速直線運動；
（5）小車從同一光滑斜面的同一高度自由下滑，到達水平面時的速度相等，小車的質量相等，由此可知小車動能相等，機械能是指物體的動能和重力勢能總和，所以小車達到水平面時的機械能相等，小車最終靜止，小車通過克服摩擦力做功將其機械能完全轉化為其它形式的能，即小車消耗的機械能相等；
（6）當擺球從A點由靜止釋放擺到右側最高點C時，此時小球的動能全部轉化為重力勢能，速度為零，若不受任何外力，將保持靜止狀態不變．
故答案為：（1）相等；（2）粗糙程度；（3）慢；（4）零；（5）相等；（6）靜止．

點評 本題是探究阻力對物體運動的影響實驗，要掌握實驗的現象及結論，知道在此基礎上經過推理可得牛頓第一定律的內容，解此類問題一定要注意思考實驗的意義，并能根據所學的其他物理知識分析解決本實驗中相關的實驗現象．