Question

【題目】古希臘學者亞里士多德認為：如果要使一個物體持續運動，就必須對它施加力的作用．而伽利略認為：物體的運動并不需要力來維持．到底誰說得對呢？為了探究這個問題，小明和同學們設計了如圖所示的實驗．

（1）要探究運動到底需不需要力來維持，只需研究力對運動物體的影響，所以小明讓一輛運動的小車在不同的阻力作用下研究它的速度變化．小明在實驗中是如何讓小車受到不同阻力的？

（2）為了探究不同阻力對運動的影響，我們應該保持小車受不同阻力前的速度是相同的，你認為小明是如何做到這一點的？

（3）請將小明在本實驗中的結論填寫完整：平面越光滑，小車運動的距離越 ，說明小車收到的摩擦力越 ，速度減小得越 ．

（4）推理：小車若不受阻力，小車將 ．

Answer 1

【答案】（1）讓小車分別在粗糙程度不同的表面上運動；（2）使小車在斜面上的同一高度滑下；（3）遠；小； 慢；（4）做勻速直線運動

【解析】

試題分析：（1）小車所受阻力主要來自滑行表面的摩擦力，而摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關，因此，可通過改變接觸面的粗糙程度來改變阻力的大小；

（2）保持小車受不同阻力前的速度相同，也就是小車到達水平面時的速度相同，可通過控制小車在斜面上開始下滑時的高度來實現；

（3）從圖中可以看出，毛巾表面最粗糙，小車滑行距離最近，木板表面最光滑，小車滑行距離最遠，棉布表面居中，據此可得出實驗的結論；

（4）根據（3）中的結論，進一步推理，當阻力無限減小時，小車運動的距離將無限遠，速度也將保持不變，即做勻速直線運動．

解：

（1）通過改變接觸面的粗糙程度不同可改變摩擦力的大小，而摩擦力就是阻礙小車運動的力；

（2）根據控制變量法的要求，要保持小車的速度相同，應使同一小車從同一斜面的同一高度滑下，這樣在其到達水平面時的初速度才是相同的；

（3）讀圖可知，毛巾表面最粗糙、阻力最大，小車運動的距離最近，速度減小得最快，而木板表面最光滑，阻力最小，小車運動的距離最遠，速度減小得最慢，棉布表面介于兩者之間．據此我們可以歸納出：平面越光滑，小車受到的摩擦力越小，運動的距離越遠，速度減小得越慢；

（4）根據前面的結論“平面越光滑，小車運動的距離越遠，速度減小得越慢”我們可以推想，當平面絕對光滑時，即阻力為零時，小車將永遠運動下去，且速度也將不再減小，也就是做勻速直線運動．

故答案為：（1）讓小車分別在粗糙程度不同的表面上運動；（2）使小車在斜面上的同一高度滑下；（3）遠；小； 慢；（4）做勻速直線運動．