Question

20．如圖為某同學(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)先后三次將同一小車(chē)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(guān)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小車(chē)．
（2）更正錯(cuò)誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到，接觸面越光滑，小車(chē)在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離就越遠(yuǎn)，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)．
（3）在上述實(shí)驗(yàn)觀(guān)察分析的基礎(chǔ)上，可以推測(cè)：如果小車(chē)不受阻力，且水平面足夠長(zhǎng)，那小車(chē)在水平面上將會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．
（4）這種研究方法叫實(shí)驗(yàn)推理法．我們物理中還運(yùn)用過(guò)這種方法的實(shí)驗(yàn)是真空不能傳聲的實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中為了驗(yàn)證物體速度相同時(shí)，小車(chē)受到的不同的阻力對(duì)其速度的影響，因此實(shí)驗(yàn)中要保證小車(chē)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)康模�可以確定隨著摩擦力的減小其運(yùn)動(dòng)距離的變化．
（3）根據(jù)勻速直線(xiàn)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．
（4）分析物理中學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)，并與牛頓第一定律實(shí)驗(yàn)相對(duì)比，從而找到最佳答案．

解答 解：
（1）小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離長(zhǎng)短不僅與小車(chē)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)，要控制小車(chē)的速度相同，即要用到控制變量法．由于用不同的力推小車(chē)，導(dǎo)致了小車(chē)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，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離會(huì)越來(lái)越遠(yuǎn)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)．
（3）根據(jù)勻速直線(xiàn)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(xiàn)是直線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)即為勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．
（4）牛頓第一定律的建立是在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，并進(jìn)一步通過(guò)推理得出的（實(shí)際上不受摩擦力的物體根本不存在），所以該實(shí)驗(yàn)主要是利用了實(shí)驗(yàn)推理法形成了牛頓第一定律；真空不能傳聲的實(shí)驗(yàn)是建立在真實(shí)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)進(jìn)一步推理（向外抽氣體，只是越來(lái)越少，不可能抽成真空）形成結(jié)論，該實(shí)驗(yàn)是運(yùn)用了實(shí)驗(yàn)推理法，其形成原理同牛頓第一定律實(shí)驗(yàn)相同．
故答案為：（1）分別用不同的力推了一下小車(chē)；（2）遠(yuǎn)；長(zhǎng)；（3）做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；（4）真空不能傳聲的實(shí)驗(yàn)．

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．