Question

2．專題一  運(yùn)動和力
（1）探究牛頓第一定律

過程	實驗中，為讓小車到達(dá)水平面初速度相同，應(yīng)使小車從斜面的相同填“相同”或“不同”）高度自由滑下	畫出小車沿斜面下滑時的受力示意圖
現(xiàn)象結(jié)論方法	現(xiàn)象：平面越光滑，小車距離越遠(yuǎn)，速度減小得越慢． 在實驗現(xiàn)象基礎(chǔ)上，加以推理可知：運(yùn)動物體若不受力，將保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)． 這個過程中運(yùn)用的科學(xué)方法是 科學(xué)推理法．
問題討論	如果把小車換成木塊，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊分別在毛巾、棉布、木板上做勻速直線運(yùn)動，還可以探究摩擦力的大小跟接觸面粗糙程度的關(guān)系

（2）探究二力平衡條件

過程方法	向掛在小車兩端的小盤中加質(zhì)量相等的砝碼時，小車保持靜止；向兩盤加不等質(zhì)量的砝碼時，發(fā)現(xiàn)小車開始運(yùn)動． 通過上述現(xiàn)象，可得出結(jié)論：只有作用在同一個物體上的兩個力，在大小相等、方向相反且作用在同一條直線上時，這兩個力才能彼此平衡，這里運(yùn)用了反證法．
問題討論	利用上述器材，外加沙子，還可以探究壓力作用效果與壓力大小的關(guān)系． 步驟：①將小桌正放在沙子上，觀察并記錄沙子的凹陷程度． ②再在小桌上放1個砝碼、2個砝碼，重復(fù)實驗．③分析數(shù)據(jù)，歸納結(jié)論．

（3）運(yùn)用知識解決問題：
①用盆潑水時，為什么盆停下，而水卻自動潑出去？
答：用盆潑水時，盆和水都是向前運(yùn)動的，當(dāng)盆受力靜止時，水由于慣性，繼續(xù)向前運(yùn)動，這樣水就潑出去了，而盆留在手里．
②如圖1所示，用水平向右的力將物體按在豎直墻面上，保持靜止，畫出物體所受力的示意圖．
③上題中，減小壓力，物體將沿墻面下滑，滑動摩擦力大小與壓力大小關(guān)系如圖2所示，若壓力為20N時，物體沿墻面勻速下滑，則物體質(zhì)量為100g．

Answer 1

分析 （1）①小車從同一斜面的相同高度由靜止下滑，小車到達(dá)水平面時的速度相等；
②接觸面越粗糙，摩擦阻力越大，速度減小得越快，相反，接觸面越光滑，小車受到的摩擦力越小，速度減小得越慢，小車運(yùn)動的距離越遠(yuǎn)；假設(shè)小車受到的摩擦阻力為零時，它將做勻速直線運(yùn)動；本實驗運(yùn)用了科學(xué)推理的方法，也叫理想實驗法；
③滑動摩擦力與物體間的壓力、接觸面的粗糙程度有關(guān)，在壓力一定時，接觸面越粗糙，摩擦力越大；
④小車沿斜面下滑時受重力、支持力和摩擦力的作用，摩擦力方向與物體運(yùn)動方向相反；
（2）①作用在同一物體上的兩個力，大小相等、方向相反、作用在同一直線上，則這兩個力是一對平衡力；
在物理實驗中，常用的探究方法有：控制變量法、轉(zhuǎn)換法、類比法、反證法等；
②壓力的作用效果通過接觸面的形變程度來反映出來．
（3）①先分析潑水時水和盆的運(yùn)動狀態(tài)，然后再根據(jù)任何物體都有慣性分析水后來的運(yùn)動狀態(tài)；
②物體靜止時，受到力是平衡力，此物體在豎直方向上受到重力作用，在豎直方向上肯定有一個力與它平衡，這個力就是摩擦力，重力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，方向相反，作用在同一直線上．水平方向上壓力和支持力是二力平衡的；
③根據(jù)圖象得出摩擦力與壓力的關(guān)系，因為物體在豎直方向上受到重力、拉力和摩擦力，物體勻速向上運(yùn)動，豎直方向受力平衡，故拉力與摩擦力和重力平衡；然后求出物體的質(zhì)量．

解答 解：
（1）①為保證小車到達(dá)水平面時的速度相等，需讓小車從相同高度滑下；
②由實驗現(xiàn)象可知，水平面表面越粗糙，小車受到的摩擦阻力越大，它的速度減小得越快；
表面越光滑，摩擦阻力越小，它的速度減小得越慢，假設(shè)小車受到的摩擦阻力為零時，它將做勻速直線運(yùn)動；
此結(jié)論是通過假設(shè)、推理得出的，這種實驗方法稱為科學(xué)推理法也叫理想實驗法；
③把小車換成木塊，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊分別在毛巾、棉布、木板上做勻速直線運(yùn)動，還可以探究摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度的關(guān)系；④小車沿斜面下滑時受重力、支持力和摩擦力的作用，摩擦力方向與物體運(yùn)動方向相反；過重心作豎直向下的重力，過重心作沿斜面向上的摩擦力，過支點作垂直于斜面向上的支持力，如圖所示：

（2）①若兩盤砝碼質(zhì)量相等時，兩邊對小車的拉力相等，小車受力平衡，保持靜止?fàn)顟B(tài)；若兩盤砝碼不相等，則兩邊對小車的拉力不等，小車受力不平衡，則小車的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變，開始運(yùn)動；說明只有作用在同一物體上的兩個力，在大小相等、方向相反且作用在同一直線上時，這兩個力才能彼此平衡，該方法叫反證法；
②探究壓力作用效果與壓力大小的關(guān)系的實驗中，通過觀察沙子的凹陷程度來判斷壓力的作用效果，這屬于轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用；
（3）①潑水時，水和盆一起運(yùn)動，盆在手的作用下靜止，而水由于慣性還要保持原來向前的運(yùn)動狀態(tài)，所以水被潑出去了，而盆留在手里；
②物體受到水平向右的壓力，水平向左的支持力，重力豎直向下，摩擦力豎直向上，在這幾個力的作用下，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以水平方向上壓力和支持力是一對平衡力，大小相等，豎直方向上重力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，如圖所示：

③由圖2可知，滑動摩擦力和壓力成正比，當(dāng)壓力為4N時，摩擦力為0.2N，所以f=0.05F_壓；壓力為20N時，物體沿墻面勻速下滑，則物體受到的滑動摩擦力為：f=0.05×20N=1N；
物體勻速下滑，豎直方向受力平衡，故滑動摩擦力和重力平衡，則物體的重力G=f=1N，
所以物體的質(zhì)量為：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1N}{10N/kg}$=0.1kg=100g．
故答案為：
（1）相同；慢；勻速直線運(yùn)動狀態(tài)；科學(xué)推理；勻速直線；接觸面粗糙程度；見上圖；
（2）開始運(yùn)動；大小相等；反證；沙子的凹陷程度；
（3）①慣性；向前運(yùn)動；②見上圖；③100．

點評 本題綜合性強(qiáng)，考查了牛頓第一定律、二力平衡條件等實驗，同時考查了慣性的應(yīng)用、力的示意圖的做法以及對圖象的分析能力的考查．