用如图所示的实验装置研究运动和力的关系.
(1)让小车从斜面滑下后沿水平面运动,是为了使小车在竖直方向上受到的________力和________力相平衡,其作用效果相互抵消,相当于小车只受水平方向上的摩擦力.
(2)每次都让小车从同一斜面的________位置由静止开始滑下,是为了使小车在滑到底端时具有相同的速度.
(3)比较图中小车在不同表面滑行的最大距离,可以得出:在初速度相同的条件下,水平面越光滑,小车受到的摩擦力越________,小车运动的越________.
(4)在此实验的基础上进行合理的推理,可以得到:运动物体不受外力时,它将________.
试题答案
解:(1)小车在水平面运动时,竖直方向上受到的重力和支持力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,相互抵消,相当于小车只受水平方向的摩擦力.
(2)同一小车从同一高度,具有的重力势能相同,下滑过程中,重力势能转化为的动能相等,质量不变,故获得的初速度相等.
(3)摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力越大;接触面越光滑,摩擦力越小.因此当摩擦力越小时,小车运动的距离越远.
(4)在此实验的基础上进行合理的推理,可以得到:运动物体不受外力时,它将做匀速直线运动.
故答案为:(1)重力;支持力;(2)同一;(3)小;远;(4)做匀速直线运动.
试题解析
(1)物体在水平地面上运动,竖直方向上受到重力和支持力,并且二力一对平衡力.
(2)小车从同一高度滑下,重力势能相等,重力势能转化为的动能相等,因此获得的初速度相等.
(3)根据摩擦力大小与接触面的粗糙程度关系,就可以得出水平面光滑时摩擦力大小;分析实验现象,即可得出运动距离与摩擦力大小的关系;
(4)根据运动距离与摩擦力大小的关系,然后用推理法得出物体不受外力时的运动情况.
点评:该实验的目的是探究阻力对物体运动的影响,该实验是考查学生对牛顿第一定律的掌握情况.牛顿第一定律是在大量实验的基础上通过分析、概括、推理得出来的.
