Question

如圖所示，在研究牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，同一小車從同樣光滑斜面的同一高度滑下，接著在表面材料不同（毛巾、棉布、木板）的水平面上繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，分別停在如圖所示的不同地方，請(qǐng)回答：
（1）從能量的觀點(diǎn)分析，小車為什么要從斜面的同一高度滑下？（1分
（2）小車在三種不同材料的水平面上運(yùn)動(dòng)的距離不等，說明了什么？
（3）由這個(gè)實(shí)驗(yàn)推理可得出什么結(jié)論呢？（1分）

Answer 1

分析：（1）小車從斜面的同一度度滑下是控制變量法的需要，從能量轉(zhuǎn)化的角度來分析，是為了使其具有相同的重力勢(shì)能，再轉(zhuǎn)化成相同的動(dòng)能，從而在到達(dá)水平面時(shí)有相同的初速度；
（2）小車之所以會(huì)停下來，是因?yàn)槭艿搅四Σ磷枇Φ淖饔茫�接觸面的阻力越大，對(duì)小車的影響就越明顯，可以從這一角度進(jìn)行分析；
（3）可以假想水平面無限光滑，那么阻力就無限小，小車運(yùn)動(dòng)的距離就會(huì)無限遠(yuǎn)，最后可達(dá)到做勻速直線運(yùn)動(dòng)的理想狀態(tài)．

解答：答：（1）當(dāng)小車在斜面的同一高度時(shí)，所具有的重力勢(shì)能相同，在下滑過程中，轉(zhuǎn)化成的動(dòng)能相同，質(zhì)量又不變，所以到達(dá)水平面的初速度相同；
（2）從實(shí)驗(yàn)中可以看出，水平面越光滑，對(duì)小車的阻力越小，小車運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn)，小車的速度減小得越慢；
（3）當(dāng)水平面絕對(duì)光滑，小車受到的阻力為0，即小車在水平方向上不受力的作用時(shí)，小車將會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

點(diǎn)評(píng)：（1）考查了重力勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，以及影響動(dòng)能、重力勢(shì)能大小的因素；
（2）重點(diǎn)分析阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變所起的作用；
（3）通過對(duì)理想狀態(tài)的想象與推理，得出進(jìn)一步的結(jié)論，這種方法也被稱為理想實(shí)驗(yàn)法．