Question

小春發現高速公路常有如圖1所示的限速警告標志，他問爸爸：為什么在相同的道路上行駛的汽車卻會有不同的最高時速限制呢？爸爸告訴他：大車質量大，慣性大，如果速度太快的話，遇緊急情況時不能及時停下來，極易造成交通事故．小春想：這就是說在相同情況下大車要停下來所用的距離比小車要長？為此，他設計了如圖2所示的裝置及以下探究方案：

①讓一輛小車從光滑斜面上某位置由靜止滑下，測出它在水平面運動的距離s₁；
②給小車車廂里添加適當的鉤碼，并使小車從同一高度由靜止滑下，測出它在水平面運動的距離s₂；
③再繼續增加鉤碼數量，重復步驟②；
④比較各次水平運動距離s的大小，歸納出結論．
對于上述探究方案，請你作答：
（1）給小車添加鉤碼的目的是：______．
（2）讓小車從同一高度下滑的目的是：______．
（3）小車在水平面上運動的過程中機械能轉化成了______能．
（4）假設各次小車在水平面上運動時所受的摩擦力均相同，則s₂______s₁（選填：“＞”、“=”或“＜”），原因是：______．
（5）小春的探究方案合理嗎？______．為什么？______．

Answer 1

【答案】分析：（1）實驗研究的是“在相同情況下大車要停下來所用的距離比小車要長？”，因此需要控制小車的質量不同；
（2）實驗只是研究質量對停止距離的影響，因此需要控制小車的速度相同；
（3）兩物體摩擦生熱，機械能轉化成內能，內能增大，溫度升高；
（4）質量越大的小車，從斜面上滑下時具有的能量越大，做功越多，運動的路程越長；
（5）探究多因素問題時，要采用控制變量法，只改變其中的一個因素，而其余因素保持相同．
解答：解：（1）實驗中，給小車車廂里添加適當的鉤碼，目的就是要改變小車的質量，探究質量的影響；
故答案為：增大（或改變）小車質量．
（2）使小車從同一高度由靜止滑下，小車到達斜面底端的速度就相同，控制了速度這一因素；
故答案為：小車在水平面上運動的初始速度相同．
（3）小車在水平面上運動的過程中克服摩擦力做功，機械能轉化成了內能．
故答案為：內．
（4）小車從同一高度由靜止滑下，初始速度相同，第二次質量大，小車的動能大，到停止的過程克服阻力做的功就越多，在阻力相同的情況下，則運動的路程越長．
故答案為：＞；由于初始速度相同，質量越大，小車的動能越大，到停止的過程克服阻力做的功就越多，在阻力相同的情況下，則運動的路程越長（或質量大，慣性就大，在相同條件下小車停下來所需的距離就長）．
（5）小春的方案實際上并不太符合控制變量法的思想，他改變了小車的質量，小車對水平面的壓力就會改變，受到的摩擦阻力也會改變．
故答案為：不合理；因壓力不同，小車所受的摩擦力不同，不能滿足控制變量，所以不合理．
點評：本實驗是由學生根據平時觀察到的現象，結合課本上阻力對物體的影響的實驗延伸而來的，重點是對學生自主探究能力的考查．