Question

15．如圖為小明同學(xué)“探究牛頓第一定律”的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)中小明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）小明在實(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）小明先后三次將同一木塊放在同一斜面上的同一高度，這樣操作的目的是：使小車到達(dá)水平面時(shí)的速度相同．
（3）更正錯(cuò)誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，三次實(shí)驗(yàn)中，小車在水平面上受到阻力最大的是第一次．隨著阻力的逐漸減小，木塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離逐漸變長(zhǎng)，速度減小得越慢，但由于實(shí)驗(yàn)中阻力不可能為零，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．
（4）在上述實(shí)驗(yàn)觀察分析的基礎(chǔ)上，可以推測(cè)：如果阻力為零，水平面足夠長(zhǎng)，那木塊在水平面上的速度大小不變，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)；此處用到了實(shí)驗(yàn)推理 法．

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）小車從斜面的同一高度釋放，從而使它們剛運(yùn)動(dòng)到水平面上時(shí)具有相同的速度．
（3）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．
（4）水平面越光滑，小車所受阻力越小，運(yùn)動(dòng)距離越遠(yuǎn)，如果小車不受力，小車將做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
牛頓第一定律是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上通過(guò)推理得出的．

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）小車從斜面的同一高度釋放，從而使它們剛運(yùn)動(dòng)到水平面上時(shí)具有相同的速度．
（3）在這三次實(shí)驗(yàn)中，第一次實(shí)驗(yàn)小車在毛巾表面上運(yùn)動(dòng)的距離最短，這表明小車在毛巾表面上受到的摩擦力最大，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)，速度減小得越慢．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．
（4）由表中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：水平面越光滑，小車受到的阻力越小，小車前進(jìn)的距離就越遠(yuǎn)；由實(shí)驗(yàn)事實(shí)可以推知：如果沒(méi)有阻力，小車將做勻速直線運(yùn)動(dòng)；這一過(guò)程中運(yùn)用了實(shí)驗(yàn)推理法．
故答案為：（1）分別用不同的力推了一下木塊；（2）速度；（3）一；長(zhǎng)；慢；不可能為零；（4）做勻速直線運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)推理．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，屬于探究實(shí)驗(yàn)，要明確實(shí)驗(yàn)中用到的探究方法：控制變量法、轉(zhuǎn)換法、科學(xué)推理法．