Question

4．小宇騎車時(shí)發(fā)現(xiàn)，不踩腳踏板，車也能滑行一段距離，他在不同的路面上多次嘗試后猜想：車滑行的距離可能與路面的粗糙程度及速度有關(guān)．為探究其中的奧秘，他在水平桌面上搭成一斜面，如圖甲所示，用小球做實(shí)驗(yàn)，并用毛巾，棉布，木板等改變水平桌面的粗糙程度．
（1）在探究小球在水平面上的滑行距離與速度的關(guān)系時(shí)，小宇應(yīng)先后三次將小球從斜面的不同（選填“同一”或“不同”）高度處釋放，比較小球在同一（同一/不同）粗糙面上滑行的路程．
（2）為探究小球滑行距離與水平面粗糙程度的關(guān)系．小宇應(yīng)先后三次將小球從斜面上的同一 （選填“同一”或“不同”）高度處釋放，三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖甲所示，由此得到結(jié)論：平面越光滑，小球受到的阻力越小，速度減小得越慢，運(yùn)動(dòng)的越遠(yuǎn)；通過(guò)進(jìn)一步推理可以得到：運(yùn)動(dòng)的物體如果不受阻力作用，物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
（3）在上述（2）的三次實(shí)驗(yàn)中，小球受非平衡力的作用（選填“平衡”或“非平衡”）；若小球克服毛巾的摩擦力做的功為W₁，小球克服木板的摩擦力做的功為W₂，則W₁=W₂（選填“＞”“＜”或“﹦”）．
（4）為了模擬研究汽車超速帶來(lái)的安全隱患，李斌同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)：將A、B兩個(gè)小球先后從同一斜面，高度分別為h_A、h_B的位置滾下（m_A＜m_B，h_A＞h_B），推動(dòng)小木塊運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止．同組的小紅認(rèn)為他這樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論有問(wèn)題，理由是：沒(méi)有控制兩個(gè)小球的質(zhì)量相等．

Answer 1

分析 （1）要探究滑行距離與速度的關(guān)系，則應(yīng)使小球的速度不同，接觸面的粗糙程度相同；
（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯孔枇��?duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，需要控制小球的初速度要相同；通過(guò)小球的運(yùn)動(dòng)距離反應(yīng)速度的變化和摩擦阻力的大小進(jìn)而得出結(jié)論；最后進(jìn)行合理的推理得出假如不受力的情況．
（3）小球消耗的動(dòng)能都克服摩擦力做功了，根據(jù)小球原來(lái)動(dòng)能的大小比較做功的多少；
（4）要探究超速帶來(lái)的安全隱患，應(yīng)控制車的質(zhì)量、路面相同而車的速度不同．

解答 解：（1）為了探究小球在水平面上的滑行距離與速度的關(guān)系，小球的速度不同，接觸面粗糙程度相同，所以應(yīng)讓小球從相同高度處釋放，比較小球在相同粗糙面上滑行的路程；
（2）為探究小球滑行距離與水平面粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)控制小球的初速度相等，小宇應(yīng)先后三次將小球從斜面上的同一高度處釋放；
由圖可知，平面越光滑，小球運(yùn)動(dòng)的越遠(yuǎn)，故結(jié)論為：平面越光滑，小球受到的阻力越小，速度減小得越慢，運(yùn)動(dòng)的越遠(yuǎn)；
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，接觸面越光滑，摩擦力越小，小球運(yùn)動(dòng)的距離越大，若水平面光滑無(wú)摩擦，則小球不受摩擦力，小球的速度和方向不變，即做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（3）在本實(shí)驗(yàn)中，小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，受到非平衡力的作用；小球的動(dòng)能都用來(lái)克服摩擦力做功了，由于小球質(zhì)量和速度相同，所以三次的動(dòng)能相同，做的功也相同；
（4）要模擬研究汽車超速帶來(lái)的安全隱患，應(yīng)使速度不同但質(zhì)量相同的小球撞擊木塊，由圖乙知，小球的質(zhì)量不同，這種設(shè)計(jì)不合理．
故答案為：（1）不同；同一；（2）同一；平面越光滑，小球受到的阻力越小，速度減小得越慢，運(yùn)動(dòng)的越遠(yuǎn)；做勻速直線運(yùn)動(dòng)；（3）非平衡；等于；（4）沒(méi)有控制兩個(gè)小球的質(zhì)量相等．

點(diǎn)評(píng) 本題將“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”、“影響動(dòng)能大小的因素”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，考查了學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)觀，這就要求我們?cè)谄匠５脑囼?yàn)中多注意分析實(shí)驗(yàn)的方法．