Question

19．在学习“运动和力的关系”时，我们曾追随着物理学家的足迹，设计过这样的“斜面”实验：

（1）如图所示，实验时必须让小车从斜面滑下后沿水平面运动，是因为小车在水平面上运动时，重力和支持力是一对平衡力，相当于小车只受水平方向向上的摩擦力．
（2）每次都让小车从同一斜面的同一位置由静止开始自由滑下，是为了使小车到达水平面运动时的初速度相同
（3）分析图中水平面的粗糙程度，并观察比较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，小车运动的距离越远．
（4）进一步推力可知，若水平面绝对光滑（小车不受任何阻力），则小车会在水平面上做匀速直线运动
（5）小车从下面上滑下时将重力势能转化成动能．
（6）此实验中采用了理想实验法，下列实验中也采取了此方法的是B
A．认识电压时，我们可以用水压来类比
B．利用真空罩探究真空是否能够传播声音
C．探究电功大小与哪些因素有关，通过重物提升的高度来判断电流做功的多少．

Answer 1

分析 （1）物体在水平地面上运动，竖直方向上受到重力和支持力是一对平衡力．
（2）小车从同一高度滑下，重力势能相等，重力势能转化为动能，动能相等，获得的初速度相等．
（3）小车在水平面上运动，水平方向上只受摩擦力的作用，摩擦力改变物体的运动状态，摩擦力越小，速度改变的越慢，如果没有摩擦，速度不改变，小车将匀速直线运动下去；
（4）本实验采用了控制变量法和理想实验法．

解答 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，在同一高度，具有的重力势能相同，下滑过程中，重力势能转化为动能，所以动能相等，质量不变，获得的初速度相等．
（3）物体在水平面上运动时，受到水平方向的摩擦力，摩擦力改变物体的运动状态，在初速度相同的条件下，水平面越光滑，摩擦力越小，改变物体的速度越慢，小车运动的越远．
（4）若水平面绝对光滑，水平方向上不受摩擦力的作用，小车的运动速度不变，保持匀速直线运动．
（5）小车从斜面上滑下时，高度减小，重力势能减小，速度增加，动能增加，故将重力势能转化为动能．
（6）此实验中采用了理想实验法，下面实验：A中采用了类比法；B采用了理想实验法；C采用了转换法，故B和此实验方法一致．
故答案为：（1）重力和支持力是一对平衡力；（2）初速度相同；（3）小；远；（4）匀速直线；（5）重力势能；动能；（6）B．

点评 本题考查了阻力对物体运动的影响以及科学的推理，为牛顿第一定律的得出奠定了基础．涉及到平衡力、动能和重力势能的转化、力改变物体的运动状态的理解．