Question

11．小明利用如圖1所示的裝置，探究在水平面上阻力對物體運動的影響，進行如下操作：

a．如圖甲，將毛巾鋪在水平木板上，讓小車從斜面頂端由靜止滑下，觀察小車在水平面上通過的距離．
b．如圖乙，取下毛巾，將棉布鋪在斜面和木板上，讓小車從斜面頂端由靜止滑下，觀察小車在水平面上通過的距離．
c．如圖丙，取下棉布，讓小車從斜面頂端由靜止滑下，觀察小車在水平面上通過的距離．
請針對以上操作回答下列問題：
（1）以上操作中錯誤的一次是b（選填“a”、“b”或“c”）．
（2）對比兩次正確實驗操作能說明：小車受到的阻力越小，通過的距離越遠．
（3）糾正錯誤后，多次實驗進行分析，并進一步推測：在水平面上滑行的小車，如果受到的阻力為零，它將做勻速直線運動．
（4）為了得出科學結論，三次實驗中小車每次都從斜面上同一位置由靜止自由下滑，這樣做的目的是：使小車到達水平面時的速度相同．
（5）關于該實驗，同學們得到如下結論，錯誤的是B
A．小車在水平面上運動時，受到的重力和水平面對小車的支持力是一對平衡力
B．小車在水平面上向前運動時，慣性力與阻力是一對平衡力
C．實驗中主要運用了控制變量法和理想實驗法
D．通過三次實驗，并不能直接得出牛頓第一定律
（6）如圖2，木塊豎立在小車上，隨小車一起以相同的速度在水平面上向右作勻速直線運動．試運用力與運動的關系判斷，下列說法正確的是C
A．若木塊與小車的接觸面粗糙，木塊在水平方向上受到一對平衡力
B．若木塊與小車的接觸面粗糙，木塊在水平方向上受到摩擦力作用
C．若木塊與小車的接觸面光滑，小車加速時木塊仍保持勻速向右運動
D．若木塊與小車的接觸面光滑，小車突然減速時木塊會向右傾倒．

Answer 1

分析 （1）在實驗中，為使小車到達水平面時具有相同的初速度，應讓小車從斜面的同一高度由靜止滑下；
（2）水平面越光滑，小車受到的阻力越小，小車運動得越遠；
（3）在速度相等時，小車受到的阻力越小，運動距離越遠，速度減小越慢；假如表面絕對光滑，則小車不受摩擦阻力作用，小車將永遠不停地運動下去；
（4）實驗中應使小車從同一高度由靜止滑下，是為了使小車具有相同的初速度；
（5）二力平衡的條件是：大小相等、方向相反、作用在同一物體上、作用在一條直線上；
在本實驗中，不能直接得出牛頓第一定律，必須在實驗的基礎上進行正確推理．本實驗主要用到了控制變量法和理想實驗法；
（6）根據平衡力的條件、摩擦力的產生條件、慣性現象等，對選項中的描述逐一做出判斷．

解答 解：
（1）為了使小車到達水平面時的速度相等，應讓小車從相同斜面的同一高度由靜止開始下滑；則b步驟錯誤，因為在斜面上鋪上棉布改變了接觸面的粗糙程度，就不能保持初速度相同了；
（2）水平面越光滑，小車運動的距離越遠，由圖示可知，木板的表面最光滑，則小車在木板表面受到阻力最小，運動的距離最遠；
（3）由實驗可知，平面越光滑，小車受到的阻力越小，運動距離越遠，速度減小得越慢；
（4）實驗中每次讓小車從斜面頂端由靜止滑下，是為了使小車到達水平面時具有相同的速度；
（5）A．小車在水平面上運動時，受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一物體上、作用在一條直線上，是一對平衡力，故A正確；
B．慣性是物體的一種性質，不是一種力，不存在慣性力的說法，故B錯誤；
C．實驗中主要運用了控制變量法和理想實驗法，故C正確；
D．通過三次實驗，并不能直接得出牛頓第一定律，必須在實驗的基礎上再進行科學推理，故D正確．
此處要求選擇錯誤選項，故B符合題意．
（6）木塊豎立在小車上，隨小車一起以相同的速度在水平面上向右作勻速直線運動：
A．若木塊與小車的接觸面粗糙，木塊在水平方向上與小車保持相對靜止，沒有受到摩擦力和拉力的作用，故水平方向不可能受到一對平衡力，故A錯誤；
B．由于木塊在水平方向上與小車保持相對靜止，故木塊在水平方向上不受摩擦力作用，故B錯誤；
C．若木塊與小車的接觸面光滑，即沒有摩擦力，小車加速時木塊運動狀態不變，仍保持勻速向右運動，故C正確；
D．若木塊與小車的接觸面光滑，小車突然減速時木塊會水平向右運動，不會發生傾倒，故D錯誤．
綜上所述，選項C符合題意．
故答案為：（1）b；（2）遠；（3）勻速直線；（4）使小車到達水平面時的速度相同；（5）B；（6）C．

點評 此題是探究阻力對物體運動的影響實驗，考查了控制變量法在實驗中的應用及實驗結論得出方法，要注意推理法的應用．探究動能大小的影響因素實驗，注意控制變量法的應用，在分析時，要分析控制的量和改變的量，同時也考查了學生對各實驗的掌握．