Question

15．小清在學習物理過程中善于歸納和總結，他發(fā)現(xiàn)在力學中有很多實驗有相似之處，于是他來到實驗室，找到了如下器材：①表面平整的長木板（帶斜面）；②刻度尺；③彈簧測力計；④小車；⑤帶鉤的木塊；⑥毛巾；⑦棉布；⑧鉤碼．

（1）小清選擇了一些器材如圖所示，探究“阻力對物體運動的影響”，讓小車從同一斜面相同高度由靜止?jié)L下，是為了使小車到達水平面時速度相同．實驗發(fā)現(xiàn)水平表面越光滑，小車速度減小得越慢，經(jīng)過推理得出：運動的物體如果不受力將保持勻速直線運動狀態(tài)．
（2）探究“動能的大小與什么因素有關”的實驗中，在丙圖實驗的基礎上只需要再選擇⑤ 器材（填器材前面的序號）就可以探究動能的大小與運動速度的關系．實驗中通過對木塊被推動的距離的觀察和比較來反映動能的大小．忽略小車與斜面間的摩擦及空氣阻力，當小車從斜面靜止滑下，重力勢能轉化為動能．
（3）探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關”的實驗，小清在丙圖實驗的基礎上又選擇了器材③和⑤，用來探究滑動摩擦力的大小與壓力大小的關系，請你完成實驗步驟．
步驟①：用彈簧測力計水平拉動木塊，使木塊在木板上做勻速直線運動，測出拉力大小F₁；
步驟②：將小車輪朝上壓在木塊上，用彈簧測力計水平拉動木塊，使木塊在木板上勻速直線運動，測出拉力大小F₂；
步驟③：比較F₁和F₂的大小得出結論．

Answer 1

分析 （1）在探究“阻力對物體運動的影響”的實驗中，要控制小車到達水平面的速度相同，最終通過實驗現(xiàn)象推理得出小車不受力時，將保持勻速直線運動；
（2）在探究“動能的大小與什么因素有關”的實驗中，通過木塊被推動的距離來反映物理動能的大小；同時還要知道動能和重力勢能可以相互轉化；
（3）在探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關”的實驗中，要利用二力平衡條件，使木塊做勻速直線運動，同時運用控制變量法，分析探究與兩個不同變量之間的關系．

解答 解：（1）探究“阻力對物體運動的影響”的實驗中，讓小車從同一斜面相同高度由靜止?jié)L下，是為了使小車到達水平面時速度相同，符合控制變量法的要求．
實驗發(fā)現(xiàn)水平表面越光滑，小車速度減小得越慢，經(jīng)過推理得出：運動的物體如果不受力將保持勻速直線運動狀態(tài)．
（2）探究“動能的大小與什么因素有關”的實驗中，可讓小車從斜面上滑下并撞擊木塊，故在丙圖實驗的基礎上只需要再選擇⑤帶鉤的木塊就可以探究動能的大小與運動速度的關系．
實驗中通過對木塊被推動的距離的觀察和比較來反映動能的大�。�
忽略小車與斜面間的摩擦及空氣阻力，當小車從斜面靜止滑下，高度減小，速度增大，所以是重力勢能轉化為動能．
（3）探究滑動摩擦力的大小與壓力大小的關系，首先要用彈簧測力計水平拉動木塊，使木塊在木板上做勻速直線運動，測出拉力大小F₁；
然后將小車輪朝上壓在木塊上，用彈簧測力計水平拉動木塊，使木塊在木板上勻速直線運動，測出拉力大小F₂；
最后通過比較F₁和F₂的大小得出結論．
故答案為：（1）到達水平面時速度；保持勻速直線運動狀態(tài)；
（2）⑤；木塊被推動的距離；重力勢；
（3）勻速直線；用彈簧測力計水平拉動木塊，使木塊在木板上勻速直線運動，測出拉力大�。籉₂；F₁和F₂的大小．

點評 本題中考查了三個物理學中的典型的探究實驗，三個實驗都用到了控制變量法，后兩個實驗還用到了轉換法，有一定的相似性，在學習時要注意比較記憶．