Question

20．如圖是探究“摩擦力對物體運動影響”的實驗裝置示意圖，其實驗過程用到了許多科學(xué)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同一高度，使其由靜止開始下滑．
（2）怎樣反映“摩擦力”對“物體運動的影響”呢？
方法是：比較小車在不同表面上運動的距離或速度改變的快慢．
（3）怎樣得出“小車不受力的作用時的運動狀態(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，那么小車將保持勻速直線運動．

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(dǎo)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)實驗可知，表面越粗糙，滑行距離越近；表面越光滑，滑行距離越遠，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(zhuǎn)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，因此可以從小車滑行距離的遠近或速度改變的快慢來反映受到摩擦力的大小情況．
（3）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這一結(jié)論．
故答案為：（1）同一高度；
（2）速度改變的快慢；
（3）保持勻速直線運動．

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(zhuǎn)換法和推理法，同時體會如何從實驗中得出結(jié)論，以及合理的外推得出物理規(guī)律的思想．