Question

10．探究运动和力的关系实验中，将同一辆小车分别从相同的高度处由静止开始沿斜面滑下，小车在三种不同的水平面运动一段距离后，分别停在如图所示的位置．
（1）让小车从斜面的同一高度滑下，目的是使小车到达水平面时的速度相等；
（2）小车在三个水平面上运动时，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，由此推断，当小车不受摩擦力作用时，将保持匀速直线运动状态不变；
（3）此实验正确地揭示了：力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因．（填“是”或“不是”）
（4）这个实验不能（填“能”或“不能”）直接验证牛顿第一定律．

Answer 1

分析 （1）为完成研究“运动和力的关系”的实验，应采用控制变量的思想，即保持小车到达水平面时的速度相同；
（2）由于小车经过的三种表面的粗糙程度不同，小车受到的摩擦力大小不同，就会出现运动距离不同的实验现象，加上科学的推理后，可得出结论；
（3）由这个实验可以推理得出力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因；
（4）牛顿第一定律是在实验的基础上通过推理得出的，不能通过实验直接验证．

解答 解：（1）让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是，当小车到达水平面时，使小车的速度相同；
（2）水平面越光滑，小车在水平面上运动时受到的摩擦力越小，由实验可知，水平面越光滑，小车运动的距离越远；由此可以推理，当小车不受摩擦力力，小车运动的距离无限远，即：小车将做匀速直线运动；
（3）由上述实验现象可得：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因；
（4）牛顿第一定律要求物体不受任何力，这个是无法实现的，所以这个实验不能直接验证牛顿第一定律．
故答案为：（1）使小车到达水平面时的速度相等；
（2）小；远；匀速直线运动；
（3）不是；是；
（4）不能．

点评 本实验考查了控制变量法的应用，考查了实验现象的分析与推理；仔细观察，找出实验条件及实验现象的异同、掌握控制变量法的应用是正确解题的关键．