Question

20．小宇騎車時發(fā)現(xiàn)，不踩踏腳板，車也能滑行一段距離，他在不同的路面上多次嘗試后猜想：車滑行的距離可能與路面的粗糙程度和速度有關(guān)．為探究其中的奧秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做實(shí)驗(yàn)，并用毛巾、棉布、木板等改變水平桌面的粗糙程度．

（1）為了探究小球在水平面上的滑行距離與速度的關(guān)系，小宇應(yīng)先后三次將小球從斜面的同一（同一/不同）高度處釋放，比較小球在不同（同一/不同）粗糙面上滑行的路程．
（2）為探究小球滑行距離與水平面粗糙程度的關(guān)系．小宇先后三次將小球從斜面上的同一高度處釋放，三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖甲所示，由此得到結(jié)論：初速度相等時，水平面越光滑，小球滑行距離越遠(yuǎn)．小宇認(rèn)為，通過進(jìn)一步推理可以得出結(jié)論：運(yùn)動的物體如果不受阻力作用，將做勻速直線運(yùn)動．
（3）在上述（2）的三次實(shí)驗(yàn)中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功為W₁，小球克服木板的摩擦力做的功為W₂，則W₁=W₂（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）為了模擬研究汽車超速帶來的安全隱患，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的探究實(shí)驗(yàn)：將A、B兩個小球先后從同一裝置，高分別為h_A、h_B的位置滾下（m_A＜m_B，h_A＞h_B），推動小木塊運(yùn)動一段距離后靜止．同組的小紅認(rèn)為這樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論有問題，理由是：沒有控制兩個小球的質(zhì)量相等．

Answer 1

分析 （1）要探究滑行距離與速度的關(guān)系，則應(yīng)使小球的速度不同，接觸面的粗糙程度相同；
（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯孔枇�對物體運(yùn)動的影響，需要控制小球的初速度要相同；通過小球的運(yùn)動距離反應(yīng)速度的變化和摩擦阻力的大小進(jìn)而得出結(jié)論；最后進(jìn)行合理的推理得出假如不受力的情況．
（3）小球消耗的動能都克服摩擦力做功了，根據(jù)小球原來動能的大小比較做功的多少．
（4）要探究超速帶來的安全隱患，應(yīng)控制車的質(zhì)量、路面相同而車的速度不同．

解答 解：（1）為了探究小球在水平面上的滑行距離與速度的關(guān)系，應(yīng)讓小球從不同高度處釋放，比較小球在同一粗糙面上滑行的路程；
（2）在探究過程中，采用控制變量法，保證小球到達(dá)水平面時的速度相同，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，初速度相同時，接觸面越粗糙，摩擦力越大，小球速度減小的越快，相反，水平面越光滑，小球滑行距離越遠(yuǎn)，小球速度減小的越慢．
進(jìn)一步推理，若水平面光滑無摩擦，則小球不受摩擦力，小球的速度和方向不變，即做勻速直線運(yùn)動．
（3）在本實(shí)驗(yàn)中，小球的動能都用來克服摩擦力做功了，由于小球質(zhì)量和速度相同，所以三次的動能相同，做的功也相同．
（4）要模擬研究汽車超速帶來的安全隱患，應(yīng)使速度不同但質(zhì)量相同的小球撞擊木塊，由圖乙知，小球的質(zhì)量不同，這種設(shè)計(jì)不合理．
故答案為：（1）不同；同一；
（2）初速度相等時，水平面越光滑，小球滑行距離越遠(yuǎn)；做勻速直線運(yùn)動；
（3）=；
（4）沒有控制兩個小球的質(zhì)量相等．

點(diǎn)評 本題將“阻力對物體運(yùn)動的影響”、“影響動能大小的因素”兩個實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，考查了學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)觀，這就要求我們在平常的實(shí)驗(yàn)中多注意分析實(shí)驗(yàn)的方法．