Question

14．下圖為某同學(xué)“探究牛頓第一定律”的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)先后三次將同一木塊放在同一斜面上的同一高度，然后分別用不同的力推了一下木塊，使其沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，逐漸減小水平面的粗糙程度，觀察木塊運(yùn)動(dòng)的距離，從而得出力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系．
（1）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中有一處明顯的錯(cuò)誤是（不要求解釋錯(cuò)誤的原因）：分別用不同的力推了一下木塊．
（2）更正錯(cuò)誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)中觀察到，隨著摩擦力的逐漸減小，木塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離逐漸變長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，但由于實(shí)驗(yàn)中摩擦力不可能為零，所以不可能觀察到木塊在水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)的情形．
（3）在上述實(shí)驗(yàn)觀察分析的基礎(chǔ)上，可以推測(cè)：如果摩擦力減小為零，水平面足夠長(zhǎng)，那木塊在水平面上的速度既不減小，也不增加，運(yùn)動(dòng)方向也不發(fā)生變化，木塊將做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中為了驗(yàn)證物體速度相同時(shí)，木塊受到的不同的阻力對(duì)其速度的影響，因此實(shí)驗(yàn)中要保證木塊的初始速度相同．故由此可以找出其操作中存在的錯(cuò)誤．
（2）根據(jù)圖示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，可以確定隨著摩擦力的減小其運(yùn)動(dòng)距離、運(yùn)動(dòng)時(shí)間的變化．
（3）根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的定義，結(jié)合題目中提到的運(yùn)動(dòng)情形即可得到答案．

解答 解：（1）木塊運(yùn)動(dòng)的距離長(zhǎng)短不僅與木塊受到的摩擦力有關(guān)，還與物體的初始速度有關(guān)，因此在研究摩擦力對(duì)其運(yùn)動(dòng)距離的影響時(shí)，要控制木塊的速度相同，即要用到控制變量法．由于用不同的力推木塊，導(dǎo)致了木塊的初始速度不同．故這種操作是錯(cuò)誤的．
（2）隨著接觸面的改變，發(fā)現(xiàn)接觸面越來(lái)越光滑，摩擦力越來(lái)越小，木塊運(yùn)動(dòng)的距離會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也越來(lái)越長(zhǎng)．物體由于在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到的摩擦力不可能為零，故不能保持平衡狀態(tài)，所以不會(huì)出現(xiàn)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象．
（3）根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的定義可知：當(dāng)物體的速度不變，經(jīng)過(guò)的路線是直線的運(yùn)動(dòng)即為勻速直線運(yùn)動(dòng)．
故答案為：（1）分別用不同的力推了一下木塊；（2）變長(zhǎng)；長(zhǎng)；不可能為零；（3）做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 牛頓第一定律是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加上科學(xué)的推理得出的，它不能用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，其原因是現(xiàn)實(shí)生活中沒(méi)有不受外力的物體．