Question

4．小宇骑车时发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离，他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关．为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度．

（1）为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面的不同（选填：“同一”或“不同”）高度处释放，比较小球在同一（选填：“同一”或“不同”）粗糙面上滑行的路程．
（2）为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面上的同一（选填：“同一”或“不同”）高度处释放；小宇认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，物体将做匀速直线运动．
（3）在上述（2）的三次实验中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W₁，小球克服木板的摩擦力做的功为W₂，则W₁等于（选填：“大于”、“等于”或“小于”）W₂．
（4）为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，李斌同学设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为h_A、h_B的位置滚下（m_A＜m_B，h_A＞h_B），推动小木块运动一段距离后静止．同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是：没有控制小球的质量相等．
（5）用图乙的装置还可以进行的实验有探究动能大小与物体质量的关系．

Answer 1

分析 （1）小球从斜面上滑下，到达底端的速度取决于物体的高度，并且让小球以不同的速度在同一粗糙面上滑行．
（2）实验目的是研究阻力对物体运动的影响，需要控制小球的初速度要相同；通过小球的运动距离反应速度的变化和摩擦阻力的大小；进行合理的推理得出假如不受力的情况．
（3）根据能量守恒进行分析，即物体在斜面末端具有相同的速度，即具有相同的动能．
（4）（5）要探究超速带来的安全隐患，应控制车的质量、路面相同而车的速度不同，据此分析答题．

解答 解：（1）因为小球从斜面上滑下，到达底端的速度取决于物体的高度，因此将小球从不同的高度处释放，比较小球在同一粗糙面上滑行的路程长短；
（2）在探究过程中，采用控制变量法，保证小球到达水平面时的速度要相同，因此三次实验要使小球从斜面的同一高度滑下；
接触面越粗糙，摩擦力越大，因此小车在毛巾表面上受到摩擦力最大，小球速度减小的越快；
若水平面光滑无摩擦，则小球不受摩擦力，小球的速度和方向不变，即做匀速直线运动．
（3）因为物体在斜面的末端具有相同的能量，而在不同水平面上运动时，都是克服摩擦力做功，并且最后具有的能量都为零，故物体在毛巾和在木板上克服摩擦做的功相等；
（4）要探究超速带来的安全隐患，应控制小球的质量、路面相同而小球的速度不同，由题意可知，李斌没有控制小球的质量相同；
（5）要探究动能大小与物体质量的关系，可以将质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滚下，比较小木块移动的距离．
故答案为：（1）不同；同一；
（2）做匀速直线运动；
（3）等于；
（4）没有控制小球的质量相等；
（5）探究动能大小与物体质量的关系．

点评 本题主要考查学生分析实验现象的能力以及严谨的科学观，这就要求我们在平常的试验中多注意分析实验的方法．