Question

17．（一）小剛在探究“力與物體運動的關(guān)系”的實驗中，提出了“運動物體如果不受外力的作用，會一直運動下去嗎？”的問題．如圖1所示，他讓一小球從斜面頂端同一高度從靜止開始滑下，并逐漸減小水平木板表面的粗糙程度，然后測量小球的運動距離．
（1）實驗時小球每次都從斜面頂端同一高度從靜止開始下滑，是為了讓小球在水平木板表面開始運動的速度相同．
（2）由圖1可知，小球在很光滑的木板上前進的距離最大，這說明平面越光滑，小球受到的阻力越�。�
（3）根據(jù)這個實驗推理：假如平面足夠光滑（即小車不受任何阻力作用），那么小車將一直保持勻速直線運動．
（二）小剛同學(xué)為了參加體育考試，想測試一下他穿橡膠底和牛筋底的運動鞋時哪個鞋底表面更粗糙．
（1）如圖2甲所示，他首先用彈簧測力計水平拉動橡膠底運動鞋在水平桌面上做勻速直線運動，此時彈簧測力計的示數(shù)為4N．
（2）小剛發(fā)現(xiàn)牛筋底的運動鞋較輕些，于是便向鞋中添加了適量的砝碼，目的是保持兩次實驗壓力相等．
（3）在拉動過程中小剛發(fā)現(xiàn)，勻速直線拉動鞋實際很難控制，于是他將鞋放在水平放置的木板上，將彈簧測力計固定，改為拉動木板，如圖2乙所示，當他水平向左拉動木板時，鞋所受到的摩擦力的方向為水平向左（選填“水平向左”或“水平向右”）．

（4）小剛比較出了哪雙鞋摩擦力更大后，他用一拉力傳感器（能感應(yīng)力大小的裝置）水平向右拉一水平面上的木塊，A端的拉力均勻增加，0～t_l時間內(nèi)木塊靜止；從t₁時刻開始，木塊發(fā)生運動，木塊運動后改變拉力：
t₁～t₂時間內(nèi)木塊作變速直線運動（速度大小在變）；木塊在t₂時刻后處于勻速直線運動狀態(tài)．對數(shù)據(jù)處理后，得到如圖3乙所示拉力隨時間變化圖象，則當用F=6.3N的水平拉力拉靜止的木塊時，木塊所受摩擦力大小為6.3N；當用F=6.8N的水平拉力拉木塊時，木塊所受摩擦力大小為6.0N．

Answer 1

分析 （一）（1）小球從同一斜面同一高度自由下滑，物體到達斜面底部速度是相同的．
（2）水平面越光滑，小球受到的阻力越小，其運動狀態(tài)改變的越慢，小球運動的越遠；
（3）當水平面是光滑的，小球不受摩擦力作用，小球的運動狀態(tài)將不會改變，小球做勻速直線運動；
（二）（1）在進行測力計的讀數(shù)時，注意其分度值；
（2）要探究摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系，需控制壓力大小不變；
（3）摩擦力方向與相對運動方向相反；
（4）靜止或做勻速直線運動的物體將受到平衡力的作用；滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度和壓力大小有關(guān)．

解答 解：（一）
（1）小球從同一斜面同一位置自由下滑，達到斜面底部的速度是相同的．
（2）水平面越光滑，小球受到的摩擦阻力越小，運動狀態(tài)改變越慢，小球運動越遠．
（3）若水平面絕對光滑，小球在水平方向上不受力的作用，小球的運動狀態(tài)將不發(fā)生改變，小球?qū)⒈３衷瓉淼乃俣冗M行勻速直線運動．
（二）（1）由圖甲知，測力計的分度值為0.2N，示數(shù)為4N；
（2）想測試橡膠底和牛筋底的運動鞋哪雙摩擦力更大，應(yīng)保證兩鞋對接觸面的壓力相等，所以向較輕的鞋中添加了適量的砝碼；
（3）將彈簧測力計固定，改為拉動木板，這樣測力計的示數(shù)比較穩(wěn)定，此時鞋相對于木板向右運動，所以其受到的摩擦力水平向左；
（4）當用F=6.3牛的水平拉力拉靜止的木塊時，靜止的木塊在水平方向上受到平衡力的作用；即拉力與靜摩擦力是一對平衡力，其大小相等；故木塊所受摩擦力大小為6.3N；
木塊在t₂后處于勻速直線運動狀態(tài)，所受拉力F=6.0N，與滑動摩擦力是一對平衡力，故摩擦力f=6.0N；當用F=6.8牛的水平拉力拉木塊時，木塊將做加速運動，因為壓力和粗糙程度都未變，所以木塊所受摩擦力大小不會變化，故摩擦力大小仍為6.0N．
故答案為：（一）（1）速度；（2）�。唬�3）勻速直線運動；
（二）（1）4；（2）保持兩次實驗壓力相等；（3）水平向左；（4）6.3；6.0．

點評 （1）小球從斜面自由下滑，到達斜面底部的速度跟小球的質(zhì)量無關(guān)，跟小車所在的高度、斜面的粗糙程度有關(guān)，本實驗最終的結(jié)論最終推出了牛頓第一定律，牛頓第一定律雖然不能用實驗直接驗證，但是在生活中有廣泛的應(yīng)用．
（2）此題是探究橡膠底和牛筋底的運動鞋哪雙摩擦力更大，考查了學(xué)生對控制變量法的掌握及測力計的讀數(shù)，有關(guān)摩擦力的方向，應(yīng)與物體相對運動的方向相反．