在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉花;让小车从斜面顶端由静止滑下...
问题详情:
在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉花;让小车从斜面顶端由静止滑下,如图1所示,观察和比较小车在毛巾表面,棉花表面和木板表面滑行的距离.
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小 (选填“相等”或“不相等”);
(2)实验中是通过改变 来改变小车所受阻力大小的.
(3)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”).
(4)推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做 .
(5)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,请问:牛顿第一定律 (选填“能”或“不能”)直接由实验得出.
(6)本实验中小车在水平面上三次滑行过程中消耗的机械能大小 (选填“相等”或“不相等”.)
(7)通过上面的探究后,小明再想考如下的问题,如图2所示,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将 (选填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”.)
【回答】
【分析】(1)该实验应使小车运动到斜面底端时的速度相等,比较小车运动的距离才有意义,所以要控制小车每次都从斜面上同一位置释放;
(2)改变接触面的粗糙程度,可以改变摩擦力阻力的大小;
(3)小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力,实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小,阻力越小小车运动的距离越远;
(4)由第(3)问中所观察到的现象以及结论推理出阻力为零时的运动情况;
(5)牛顿第一定律是在实验基础上通过推理得出的;
(6)机械能是指物体的动能和重力势能总和,动能大小与物体的质量和速度有关,重力势能大小与物体的质量和高度有关;
(7)根据牛顿第一定律,当物体不受任何外力时,将保持静止状态或匀速直线运动状态.
【解答】解:
(1)每次都从斜面上同一位置释放,使小车运动到斜面底端时的速度相等;
(2)在做“斜面小车实验”时,给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体,目的是探究阻力对物体运动的影响,由毛巾表面到棉布再到木板,接触面的粗糙程度减小,小车受到的阻力也减小;
(3)表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;
(4)假如小车受到的阻力为零,即小车不受力,小车的运动状态将不会改变,做匀速直线运动;
(5)由上分析可知,牛顿第一定律是在实验的基础上,通过推理得出的,不是用实验直接得出的;
(6)小车从同一光滑斜面的同一高度自由下滑,到达水平面时的速度相等,小车的质量相等,由此可知小车动能相等,机械能是指物体的动能和重力势能总和,所以小车达到水平面时的机械能相等,小车最终静止,小车通过克服摩擦力做功将其机械能完全转化为其它形式的能,即小车消耗的机械能相等;
(7)当摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,此时小球的动能全部转化为重力势能,速度为零,若不受任何外力,将保持静止状态不变.
故*为:(1)相等;(2)水平面的粗糙程度;(3)慢;(4)匀速直线运动;(5)不能;(6)相等;(7)静止.
【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验,要掌握实验的现象及结论,知道在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容,解此类问题一定要注意思考实验的意义,并能根据所学的其他物理知识分析解决本实验中相关的实验现象.
知识点:牛顿第一定律
题型:实验,探究题
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