Question

20．如圖所示是探究“摩擦力對物體運動影響”的實驗裝置示意圖，其實驗過程中用到了許多科學方法．
（1）怎樣控制小車在水平面上開始滑行時的速度相等呢？方法是把小車放在同一斜面的相同高度，由靜止開始下滑．
（2）怎樣反映“摩擦力”對“物體運動的影響”呢？方法是比較小車放在不同表面上運動距離的長短（或速度改變的快慢）．
（3）由圖可知，小車在木板上運動的距離比在棉布上運動的距離長，小車受到的阻力越小，速度減小的越慢，說明力是改變物體運動狀態(tài)的根本原因．
（4）怎樣得出“小車不受力作用時的運動狀態(tài)”呢？必須要用推理的方法，即如果小車運動時不受摩擦力的作用，那么小車將做勻速直線運動．

Answer 1

分析 （1）采用控制變量法，要使小車在水平面上具有相同的初速度，可以讓小車從斜面的同一高度滑下；
（2）小車在水平面上是靠慣性滑行的，所以受到三個力，分別是重力、支持力和摩擦力；由于不同的表面的粗糙程度是不同的，即不同表面對小車所受的摩擦力不同而導致其滑行的距離不同，故我們據(jù)小車滑行距離的遠近或小車速度減慢的快慢來比較摩擦力對物體運動的影響；
（3）根據(jù)圖中的現(xiàn)象結合影響摩擦力的因素回答；
（4）根據(jù)實驗可知，表面越光滑，滑行距離越遠，速度改變的越慢，所以如果表面絕對光滑時，小車將不受摩擦力，即將永遠運動下去，即做勻速直線運動．

解答 解：
（1）小車從高處滑下，重力勢能轉化為動能，要保證速度相同，則只要小車到達平面時的動能相同就可以，那么則需要將小車放置在斜面的同一高度，使小車的重力勢能相同，則小車滑下時的動能相同，速度相同；
（2）摩擦力對物體的運動具有阻礙作用，滑行的小車受到的摩擦力越大，速度改變得越快，滑行的距離越小，因此可以從小車運動距離的長短或速度改變的快慢來反映受到摩擦力的大小情況；
（3）由圖可知，小車在木板上運動的距離比在棉布上運動的距離長，因木板比棉布光滑一些，小車受到的阻力越小，速度減小的越慢，說明力是改變物體運動狀態(tài)的根本原因；
（4）小車不受力的作用在地球環(huán)境條件下無法實現(xiàn)，但是可以從小車滑行時受到的摩擦力越小，小車的滑行距離越遠速度改變的越慢這一實驗事實，進行推理，得出小車運動時不受摩擦力的作用，將保持勻速直線運動；
故答案為：（1）高度；（2）距離的長短（或速度改變的快慢）；（3）長；小；力；（4）做勻速直線運動．

點評 本題考查阻力對物體運動的影響實驗，實驗采用了控制變量法、轉換法和推理法，同時體會如何從實驗中得出結論，以及合理的外推得出物理規(guī)律的思想．