Question

古希學(xué)者亞里士多德認(rèn)為：如果要使一個(gè)物體持續(xù)運(yùn)動(dòng)，就必須對它施加力的作用．而伽利略則認(rèn)為：運(yùn)動(dòng)物體并不需要力來維持．到底誰說得對呢？為了探究這個(gè)問題．小明和同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．
（1）要探究運(yùn)動(dòng)到底需不需要力來維持，只需研究力對運(yùn)動(dòng)物體的影響，所以小明讓一輛運(yùn)動(dòng)的小車在不同的阻力作用下研究它的速度變化．小明在實(shí)驗(yàn)中是如何讓小車受到不同阻力的？
（2）為了探究不同阻力對運(yùn)動(dòng)的影響，我們應(yīng)該保持小車受不同阻力前的速度是相同的，你認(rèn)為小明是如何做到這一點(diǎn)的？
（3）請將小明在本實(shí)驗(yàn)中的結(jié)論填寫完整：平面越光滑，小車運(yùn)動(dòng)的距離越

遠(yuǎn)

，速度減小得越

慢

．
（4）根據(jù)小明的結(jié)論，你能推理出若小車不受阻力，將做什么運(yùn)動(dòng)嗎？

Answer 1

分析：（1）小車所受阻力主要來自滑行表面的摩擦力，而摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，因此，可通過改變接觸面的粗糙程度來改變阻力的大��；
（2）保持小車受不同阻力前的速度相同，也就是小車到達(dá)水平面時(shí)的速度相同，可通過控制小車在斜面上開始下滑時(shí)的高度來實(shí)現(xiàn)；
（3）從圖中可以看出，毛巾表面最粗糙，小車滑行距離最近，木板表面最光滑，小車滑行距離最遠(yuǎn)，棉布表面居中，據(jù)此可得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論；
（4）根據(jù)（3）中的結(jié)論，進(jìn)一步推理，當(dāng)阻力無限減小時(shí)，小車運(yùn)動(dòng)的距離將無限遠(yuǎn)，速度也將保持不變，即做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

解答：解：
（1）通過改變接觸面的粗糙程度不同可改變摩擦力的大小，而摩擦力就是阻礙小車運(yùn)動(dòng)的力；
答：讓小車分別在粗糙程度不同的表面上運(yùn)動(dòng)；
（2）根據(jù)控制變量法的要求，要保持小車的速度相同，應(yīng)使同一小車從同一斜面的同一高度滑下，這樣在其到達(dá)水平面時(shí)的初速度才是相同的；
答：使小車在斜面上的同一高度滑下；
（3）讀圖可知，毛巾表面最粗糙、阻力最大，小車運(yùn)動(dòng)的距離最近，速度減小得最快，而木板表面最光滑，阻力最小，小車運(yùn)動(dòng)的距離最遠(yuǎn)，速度減小得最慢，棉布表面介于兩者之間．據(jù)此我們可以歸納出：平面越光滑，小車運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，速度減小得越慢；
故答案為：遠(yuǎn)； 慢；
（4）根據(jù)前面的結(jié)論“平面越光滑，小車運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，速度減小得越慢”我們可以推想，當(dāng)平面絕對光滑時(shí)，即阻力為零時(shí)，小車將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，且速度也將不再減小，也就是做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
答：小車不受阻力，將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

點(diǎn)評：通過本實(shí)驗(yàn)及其科學(xué)推理，我們最終得出的結(jié)論是：物體在不受外力時(shí)，將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，這就是著名的牛頓第一這定律．同時(shí)也說明：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，維持物體運(yùn)動(dòng)不需要力．在本實(shí)驗(yàn)的研究過程中，運(yùn)用了控制變量的方法，這是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵之一，同時(shí)，在對理想狀態(tài)下物體運(yùn)動(dòng)的研究中，我們還通過極端假設(shè)的方法進(jìn)行科學(xué)推理，這種研究方法也稱為理想實(shí)驗(yàn)法，值得我們學(xué)習(xí)和借鑒．