Question

如图所示是小明与小强同学探究牛顿第一定律的实验方案．
（1）在实验中“同样条件”是指同一________、同一________、同一________；“不同条件”是指________；
（2）小车在三种不同材料的水平面上运动距离不等，说明了________；
（3）由此实验推理可得出的结论是：________．

Answer 1

解：（1）根据控制变量法的要求，实验中要探究的是阻力大小对小车运动情况的影响，因此，“同样条件”是指同一小车、同一斜面、同一高度，这样才能保证小车在到达水平面时的初速度是相同的；“不同条件”是指不同材料的水平表面，这是为了通过改变接触面的粗糙程度改变摩擦阻力的大小；
（2）从实验中可以看出，小车在越光滑的表面上，滑行的距离越远，速度减小得越慢，这说明，不同的材料表面对小车的摩擦阻力是不同的；
（3）由此实验的现象可进一步进行推理，阻力越小，小车滑行的距离就越长，如果表面光滑到一点阻力都没有，小车将保持匀速直线运动状态一直运动下去．
故答案为：
（1）小车、斜面、高度；不同材料的水平表面；
（2）小车在不同材料表面上受到的摩擦阻力不同；
（3）阻力越小，小车滑行的距离就越长，如果表面光滑到一点阻力都没有，小车将保持匀速直线运动状态一直运动下去．
分析：在探究牛顿第一定律的实验中，主要探究的是阻力的大小对物体运动的影响，因此，根据这一实验的目的，利用控制变量法去确定需要控制的量和变化的量．在这里，小车所受阻力的大小主要通过改变小车滑行的水平面的粗糙程度来实现，在得出初步的结论之后，再在此基础上进一步推理得出当小车所受阻力为零时，运动的情况如何．
点评：本题中主要运用了控制变量法，这里应保持小车下滑到水平面时的初速度相同，同时改变接触面的阻力，这是我们设计实验的关键．在得出初步的结论后，再进行科学推理，得出理想状态下物体运动的情况，这种方法也被称为理想实验法或极端假设法，也是物理研究中的一种重要方法，值得我们关注．