Question

5．在探究“阻力對物體運動的影響”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1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）每次都要讓小車從斜面上的同一位置開始下滑，使小車每次進入水平部分時速度大小相等．
（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）下面是記錄實驗情況的表格，請將其中（a）、（b）兩項內容補充完整．

實驗序號	水平部分材料	（a）阻力大小	（b）滑行距離
①
②
③

（4）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遠，說明小車受到的阻力越小，速度減小得越慢（選填“快”或“慢”）．
（5）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，它將做勻速直線運動．
（6）在此基礎上，牛頓總結了伽利略等人的研究成果概括出牛頓第一定律，請問：牛頓第一定律不能    （選填“能”或“不能”）直接由實驗得出．
（7）通過上面的探究后，小明再思考如下的問題，如圖2所示，擺球從A點由靜止釋放擺到最低點B，進而又擺至右側最高點C，在C點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”）；若擺球擺至C點的一瞬間繩子突然斷裂，小球將豎直向下運動（選填“靜止”“豎直向下運動”或“斜向右下方運動”）．

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）表格中內容應記錄不同表面阻力的大小關系及滑行距離的關系；
（4）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；
（5）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；
（6）牛頓第一定律是在實驗基礎上通過推理得出的；
（7）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）a應該記錄不同表面阻力的大小，b列應記錄小車在不同表面滑行距離的大小；
（4）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；
（5）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；
（6）由上分析可知，牛頓第一定律是在實驗的基礎上，通過推理得出的，不是用實驗直接得出的；
（7）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．
如果在C點只有繩子斷了，則小球由于受到重力作用豎直下落．
故答案為：（1）速度；（2）水平面的粗糙程度；（3）（a）阻力大小；（b）滑行距離；（4）慢；（5）勻速直線運動；（6）不能；（7）靜止；豎直向下運動．

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．