Question

10．如圖為某同學(xué)“探究牛頓第一定律”的實驗裝飾，實驗中該同學(xué)先后三次將同一木塊放在同一斜面上的同一高度，然后分別用不同的力推了一下木塊，使其沿斜面向下運動，逐漸減小水平面的粗糙程度，觀察木塊移動的距離，從而得出力和運動的關(guān)系．

（1）該同學(xué)在實驗操作中有一處明顯的錯誤是（不要解釋錯誤的原因）：分別用不同的力推了一下木塊．
（2）更正錯誤后進(jìn)行實驗，從實驗中可以觀察到，從左到右，木塊在水平面上運動的距離逐漸變長，運動的時間越來越長，但由于實驗中摩擦力存在，不可能觀察到木塊在水平面上做勻速運動的情形．
（3）在上述實驗觀察分析的基礎(chǔ)上，可以推測：如果一切外力消失，且水平面足夠長，那么木塊在水平面上的運動速度不變，木塊的運動方向不變．（填變化情況）
（4）實驗結(jié)果能證明B．（選填序號）
A．物體運動需要力
B．力可以改變物體的運動狀態(tài)
C．牛頓第一定律．

Answer 1

分析 （1）實驗中為了驗證物體速度相同時，木塊受到的不同的阻力對其速度的影響，因此實驗中要保證木塊的初始速度相同．故由此可以找出其操作中存在的錯誤．
（2）根據(jù)圖示的實驗現(xiàn)象，結(jié)合實驗?zāi)康�，可以確定隨著摩擦力的減小其運動距離、運動時間的變化．
（3）在理想狀況小，沒有摩擦力，運動狀態(tài)將不會改變，運動的物體永遠(yuǎn)保持同一速度，同一方向運動下去；靜止的物體在沒有受到力的作用時，保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)．
（4）力是物體運動狀態(tài)改變的原因．

解答 解：
（1）木塊運動的距離長短不僅與木塊受到的摩擦力有關(guān)，還與物體的初始速度有關(guān)，因此在研究摩擦力對其運動距離的影響時，要控制木塊的速度相同，即要用到控制變量法．由于用不同的力推木塊，導(dǎo)致了木塊的初始速度不同．故這種操作是錯誤的．
（2）隨著接觸面的改變，發(fā)現(xiàn)接觸面越來越光滑，摩擦力越來越小，木塊運動的距離會越來越長，運動的時間也越來越長．物體由于在運動過程中，受到的摩擦力不可能為零，故不能保持平衡狀態(tài)，所以不會出現(xiàn)木塊做勻速直線運動的現(xiàn)象．
（3）在上述實驗觀察分析的基礎(chǔ)上，可以推測：如果一切外力消失，且水平面足夠長，那么木塊在水平面上的運動速度將保持不變，木塊的運動方向保持不變，做勻速直線運動．
（4）由實驗結(jié)果可知，受到的摩擦力越大，小車的速度減小的越快，因此證明了力可以改變物體的運動狀態(tài)．牛頓第一定律是無法直接用實驗證明的，它是在大量實驗的基礎(chǔ)上通過推理得出的，因此這個實驗不能證明牛頓第一定律，故B正確．
故答案為：（1）分別用不同的力推了一下木塊；（2）變長；長；摩擦；（3）不變；不變；（4）B．

點評 牛頓第一定律是在實驗的基礎(chǔ)上，加上科學(xué)的推理得出的，它不能用實驗來驗證，其原因是現(xiàn)實生活中沒有不受外力的物體．