Question

7．小宇騎車時發(fā)現(xiàn)，不踩踏腳板，車也能滑行一段距離，他在不同的路面上多次嘗試后猜想：車滑行的距離可能與路面的粗糙程度和速度有關．為探究其中的奧秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做實驗，并用毛巾、棉布、木板等改變水平桌面的粗糙程度．

（1）為探究小球滑行距離與水平面粗糙程度的關系．小宇先后三次將小球從斜面上的同一高度處釋放，三次實驗結果如圖甲所示，由此得到結論：當速度相同時，水平面越粗糙，小球滑行距離越短．小宇認為，通過進一步推理可以得出結論：運動的物體如果不受阻力作用，將做勻速直線運動．
（2）在上述的三次實驗中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功為W₁，小球克服木板的摩擦力做的功為W₂，則W₁=W₂（選填“＞”、“＜”或“﹦”）．
（3）為了模擬研究汽車超速帶來的安全隱患，小宇設計了如圖乙所示的探究實驗：將A、B兩個小球先后從同一裝置，高分別為h_A、h_B的位置滾下（m_A＜m_B，h_A＞h_B），推動小木塊運動一段距離后靜止．同組的小紅認為他這樣設計實驗得出的結論有問題，理由是：沒有控制質量相等．
（4）下列說法不正確的是B
A．兩個實驗中如果斜面是光滑的，實驗照樣可以進行．
B．圖乙實驗在實際操作中使用球體比圓柱體容易觀察實驗現(xiàn)象．
C．真空不能傳播聲音采用了與圖甲相同的研究方法．
D．研究“杠桿的平衡條件”的實驗采用了與上述甲乙都不同的實驗方法．

Answer 1

分析 （1）實驗目的是研究阻力對物體運動的影響，需要控制小球的初速度要相同；通過小球的運動距離反應速度的變化和摩擦阻力的大小進而得出結論；最后進行合理的推理得出假如不受力的情況．
（2）小球消耗的動能都克服摩擦力做功了，根據(jù)小球原來動能的大小比較做功的多少；
（3）要探究超速帶來的安全隱患，應控制車的質量、路面相同而車的速度不同；滑動摩擦力的大小只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關，與物體運動速度的大小無關；
（4）根據(jù)各選項提供的內容進行分析，然后判斷正誤．

解答 解：
（1）在探究過程中，采用控制變量法，保證小車到達水平面時的速度相同，通過實驗結果可以看出，接觸面越粗糙，摩擦力越大，小球速度減小的越快，運動的距離越短；
若水平面光滑無摩擦，則小球不受摩擦力，小球的速度和方向不變，即做勻速直線運動．
（2）在本實驗中，小球的動能都用來克服摩擦力做功了，由于小球質量和速度相同，所以三次的動能相同，做的功也相同；
（3）要模擬研究汽車超速帶來的安全隱患，應使速度不同但質量相同的小球撞擊木塊，由圖乙知，小球的質量不同，這種設計不合理；
在圖乙所示的甲、乙兩次實驗中，木塊移動過程中對接觸面的壓力和接觸面的粗糙程度沒變，受到的摩擦力不變，則f_甲=f_乙．
（4）A、兩個實驗中如果斜面是光滑的，小球下滑時不受摩擦力，達到水平面時的速度會更快，但實驗照樣可以進行，故A正確；
B、圖乙實驗在實際操作中使用球體與使用圓柱體觀察到的實驗現(xiàn)象相同，故B錯誤；
C、在探究真空不能傳聲時，用抽氣機抽出玻璃鐘罩內的空氣，隨著抽氣，聲音越來越小，推理得出真空不能傳聲，因此該結論是在實驗的基礎上進過進一研究“杠桿的平衡條件”的實驗采用了與上述甲乙都不同的實驗方法步推得出的，不是實驗直接得出的結論，采用了實驗+推理的方法，與圖甲的研究方法相同，故C正確；
D、在研究杠桿的平衡條件時，改變力和力臂多次測量，是為了得到客觀的規(guī)律，避免結論的偶然性，與上述甲乙的實驗方法不同，故D正確．
故答案為：（1）當速度相同時，水平面越粗糙，小球滑行距離越短；做勻速直線運動；（2）=；（3）沒有控制質量相等；（4）B．

點評 本題將“阻力對物體運動的影響”、“影響動能大小的因素”兩個實驗相結合，考查了學生分析實驗現(xiàn)象的能力以及嚴謹?shù)目茖W觀，這就要求我們在平常的試驗中多注意分析實驗的方法．