Question

如图是研究牛顿第一定律的实验．请回答：
（1）三次实验中让小车从斜面同一高度由静止开始滑下，是为了使它在平面上开始运动的速度______．
（2）实验为了让小车受到不同的阻力，采用的做法是：______．
（3）实验结论是：平面越光滑，小车受到的摩擦力越______，速度减小得越______．
（4）根据实验结论，可推理得出：运动的小车如所受的阻力为零，小车将做______运动．
（5）牛顿第一定律是建立在：______．
A．日常生活经验的基础上  B．科学家猜想的基础上
C．直接实验结果的基础上  D．实验和科学推理相结合的基础上
（6）画出小车在毛巾表面运动过程中的受力示意图．
（7）汽车在快速行驶过程中，突然前方有行人横穿马路，司机紧急刹车，坐在副驾驶位置的人幸亏系着安全带，才没有破窗飞出．请你解释这一现象．
答：刹车前人和车都是______的．刹车后车速突然减慢，坐在副驾驶位置的人由于具有______要保持原来的______状态．因此，若不系安全带就可能会破窗飞出．
（8）一辆小型汽车的质量是1.2t，在平直公路上匀速行驶时受到的阻力大小是汽车车重的0.2倍，此时汽车的牵引力大小是______，汽车所受地面的支持力大小是______（g=10N/kg）．

Answer 1

【答案】分析：（1）小车从斜面的同一度度滑下是控制变量法的需要，从能量转化的角度来分析，是为了使其具有相同的重力势能，再转化成相同的动能，从而在到达水平面时有相同的初速度．
（2）小车在水平面上运动时，受到的阻力主要是摩擦力．影响摩擦力大小的因素有压力的大小、接触面的粗糙程度．在压力一定的情况下，改变接触面的粗糙程度可改变摩擦力的大小．
（3）压力一定时，接触面越光滑，摩擦力越小，小车所受的影响就越小．
（4）小车受到的摩擦力越小，小车受到的影响就越小，速度减小得越慢，可以假想水平面无限光滑，那么阻力就为0，小车将不会受到摩擦阻力的影响将永远匀速直线运动下去．
（5）实际上摩擦阻力可以减小，但不可能变为0，所以牛顿第一定律是在实验基础上加以理想推理得到的．
（6）小车在毛巾表面运动过程中受到的力有重力、支持力、摩擦阻力．可画出其所受力的示意图．
（7）任何物体都具有惯性，利用惯性解释突然刹车出现的现象．
（8）利用重力公式求出小汽车的重力，也可求出其所受的摩擦阻力，利用平衡知识求得牵引力的大小和支持力的大小．
解答：解：（1）当小车在斜面的同一高度时，所具有的重力势能相同，在下滑过程中，转化成的动能相同，质量又不变，所以到达水平面的初速度相同；
（2）在水平面上铺上粗糙程度不同的物体，可使小车受到不同的阻力．
（3）从实验中可以看出，水平面越光滑，对小车的阻力越小，小车运动得越远，小车的速度减小得越慢．
（4）当水平面绝对光滑，运动的小车受到的阻力为0，即小车在水平方向上不受力的作用时，小车将匀速直线运动下去．
（5）牛顿第一定律是建立在实验和科学推理相结合的基础上的．
（6）小车在毛巾表面运动过程中的受力示意图如下图：

（7）汽车在快速行驶过程中，突然前方有行人横穿马路，司机紧急刹车，刹车前人和车都是运动的．刹车后车速突然减慢，坐在副驾驶位置的人由于具有惯性要保持原来的运动状态会继续向前运动．因此，若不系安全带就可能会破窗飞出．
（8）小汽车的质量m=1.2t=1200kg，
小汽车的重力G=mg=1200kg×10N/kg=12000N，
小汽车所受的摩擦力f=0.2G=0.2×12000N=2400N，
支持力和重力是一对平衡力，所以支持力F_N=12000N，
牵引力和摩擦力是一对平衡力，所以牵引力F=f=2400N．
故答案为：（1）相同；
（2）使水平面的粗糙程度不同；
（3）小；慢；
（4）匀速直线；
（5）D；
（6）如图；
（7）运动；惯性；运动；
（8）2400N；12000N．
点评：本题考查学生对分析推导出著名的牛顿第一定律的实验的掌握程度．该实验是推理实验要掌握这种实验方法．