Question

14．在研究牛頓第一定律的實驗中，用同一小車從同樣斜面的同一高度滑下，接著在材料不同的平面繼續運動，分別停在圖中所示的位置：
（1）使小車都從斜面的同一高度滑下，是為了使小車到達斜面底端時有相同的速度，物理學中把這種方法叫做控制變量法．
（2）小車在不同的平面上運動的距離不同，是因為小車受到的摩擦力不同，表面越光滑，小車受到的摩擦力越小，從而前進的距離越遠．
（3）從類似這個實驗及其它大量經驗事實的基礎上，通過推理抽象概括出來的．
（4）由牛頓第一定律，我們可以得出以下幾個方面的問題：
（a）勻速直線運動不需要外力來維持．（填“不需要”或“需要”）
（b）力是使物體運動狀態發生改變的原因．
（c）任何物體都有一種性質，也就是保持自己原有的運動狀態不變的性質，我們把這種性質叫做慣性，它是物體本身固有的一種屬性．所有物體在任何時候都有慣性．它只與物體的質量有關系．
（d）慣性是維持物體做勻速直線運動的原因．

Answer 1

分析 （1）本實驗影響小車運動距離遠近的因素主要有兩個：一是摩擦力的大小；二是小車到達水平面的速度大小．因此探究小車滑行的距離與摩擦力的關系時，就必須確保到達水平面時的速度相同．
（2）根據接觸面的粗糙程度和小車滑行的距離進行歸納；
（3）在實驗的基礎上，加上科學的推理進行歸納：如果運動物體受到的阻力為零，它將會永遠運動下去；
（4）牛頓第一定律是在大量經驗事實的基礎上，通過推理抽象概括出來的；說明力不是維持速度的原因，而是改變物體速度的原因．

解答 解：
（1）使小車從同一高度滑下，目的是為了讓小車到達水平面就具有相同的速度．
（2）小車在不同平面上同過的距離不等，就說明了小車受到的摩擦阻力不同，小車運動距離越長就說明摩擦阻力越小；即在小車速度相等的情況下，平面越光滑受到的阻力越小，速度減小得越慢，運動的越遠，車的速度越接近勻速直線運動．
（3）由上分析知，如果沒有摩擦，小車不受阻力作用，那么小車將保持原來的速度和方向永遠運動下去；即運動的小車，當不受到阻力作用時，將保持勻速直線運動．在上述實驗的基礎上，牛頓經過大量的實驗推理出了牛頓第一定律．
（4）（a）勻速直線運動不需要外力來維持，物體不受力時也可以保持運動狀態；
（b）力是使物體運動狀態發生改變的原因；
（c）任何物體都有保持自己原有的運動狀態不變的性質，這種性質叫做慣性，它是物體本身固有的一種屬性． 任何物體都有慣性，它只與物體的質量有關系．
（d）慣性是維持物體做勻速直線運動的原因．
故答案為：（1）速度；控制變量法；（2）小車受到的摩擦力不同；摩擦力越小；越遠；（3）抽象概括；（4）（a）不需要；（b）運動狀態；（c）慣性；所有；質量； （d）勻速直線．

點評 理想實驗是研究物理規律的一種重要的思想方法，它以大量可靠的事實為基礎，以真實的實驗為原型，通過合理的推理得出物理規律．理想實驗能深刻地揭示物理規律的本質．