Question

5．在探究“阻力對物體運動的影響”時，讓同一小車從同一斜面的頂端下滑到底端，使小車以相同的速度分別在棉布表面和木板表面上運動，小車滑行的距離如圖所示：

（1）實驗中觀察小車運動的距離確定阻力對運動的影響大小．
（2）在研究這個方面的內容上，許多科學家前仆后繼．十七世紀，伽利略通過理想斜面實驗，開始揭示了“運動和力的關系”．如圖所示，伽利略的斜面實驗有如下步驟：
①減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然會達到原來的高度．
②兩個對接的斜面，讓小球沿一個斜面從靜止滾下，小球將滾上另一個斜面．
③如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度．
④繼續減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球將沿水平面以恒定速度持續運動下去．
上述步驟正確的排序是②③①④．
（3）在大量類似實驗基礎上，牛頓等科學家經過進一步推理而概括出了著名的牛頓第一定律．它是人們公認的物理學基本定律之一，在實際生活中有著廣泛的應用．一架在空中水平向右勻速直線飛行的飛機上，自由落下了一顆炸彈．下列給出了幾種炸彈落地前與飛機位置關系的情形，如圖所示，若不計空氣對炸彈的阻力，炸彈與飛機的位置關系為乙圖．

Answer 1

分析 （1）通過觀察小車在水平面上運動的距離可以判斷阻力對運動的影響，這利用了轉換法；
（2）事實就是客觀存在的，而科學推論則一般是指在實驗和事實的基礎上推理出來的，往往以假設為前提，或是一種理想狀態下的現象，據此來對各步驟進行分析可做出判斷；
（3）分析圖示情景，結合慣性和物體的受力情況可做出解答．

解答 解：（1）實驗中通過觀察小車運動的距離來判斷阻力對運動的影響，此方法叫做轉換法；
（2）伽利略的觀點是在實驗事實的基礎上，經過推理概括得出結論，第一步是實驗事實，即②；小球滾到右側斜面的高度與小球自由放手的位置接近，摩擦越小越接近，得出推理，如果無摩擦，小球上升的高度與自由放手位置相同，即第二步是③；繼續推理，在無摩擦的情況下如果改變右側斜面的傾斜程度，減小傾解，仍能使小球上升的高度與自由放手的位置相同，即第三步是①；繼續大膽推理，在無摩擦的情況下，右側斜面繼續減小傾角為0，即水平，則小球永遠運動，即第四步是④．故排列順序為：②③①④．
（3）不計空氣對炸彈的阻力，在水平方向上，由于炸彈具有慣性，仍保持原來的運動狀態，所以炸彈與飛機的速度相等，它們相對靜止，由圖示可知，炸彈與飛機的位置關系為乙圖．
故答案為：（1）小車運動的距離；（2）②③①④；（3）乙．

點評 伽利略理想實驗將可靠的事實和理論思維結合起來，以實驗事實為基礎，開辟了嶄新的研究物理的方法道路．