在探究“推断物体不受力时的运动”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布;让小车从斜面顶端由静止滑...
问题详情:
在探究“推断物体不受力时的运动”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布;让小车从斜面顶端由静止滑下,如图*所示,观察和比较小车在毛巾表面,棉布表面和木板表面滑行的距离。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小____(选填“相等”或“不相等”)。
(2)实验中是通过改变水平面的_______来改变小车所受阻力大小的。
(3)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最长,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越____(选填"快"或"慢")。
(4)推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为___时,它将做匀速直线运动。
(5)本实验中小车在水平面上三次滑行过程中消耗的机械能大小___(选填“相等”或“不相等”)。
(6)通过上面的探究后,再思考如图乙所示的问题,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将______(选填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”)。
【回答】
(1)相等
(2)粗糙程度
(3)慢
(4)0
(5)相等
(6)静止
【解析】
【分析】
本题是探究阻力对物体运动的影响实验,要掌握实验的现象及结论,知道在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容,解此类问题一定要注意思考实验的意义,并能根据所学的其他物理知识分析解决本实验中相关的实验现象。
(1)该实验应使小车运动到斜面底端时的速度相等,比较小车运动的距离才有意义,所以要控制小车每次都从斜面上同一位置释放; (2)改变接触面的粗糙程度,可以改变摩擦力阻力的大小; (3)小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力,实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小,阻力越小小车运动的距离越远; (4)由第(3)问中所观察到的现象以及结论推理出阻力为零时的运动情况; (5)机械能是指物体的动能和重力势能总和,动能大小与物体的质量和速度有关,重力势能大小与物体的质量和高度有关; (6)根据牛顿第一定律,当物体不受任何外力时,将保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】 (1)每次都从斜面上同一位置释放,使小车运动到斜面底端时的速度相等; (2)在做“斜面小车实验”时,给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体,目的是探究阻力对物体运动的影响,由毛巾表面到棉布再到木板,接触面的粗糙程度减小,小车受到的阻力也减小; (3)表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢; (4)假如小车受到的阻力为零,即小车不受力,小车的运动状态将不会改变,做匀速直线运动; (5)小车从同一光滑斜面的同一高度自由下滑,到达水平面时的速度相等,小车的质量相等,由此可知小车动能相等,机械能是指物体的动能和重力势能总和,所以小车达到水平面时的机械能相等,小车最终静止,小车通过克服摩擦力做功将其机械能完全转化为其它形式的能,即小车消耗的机械能相等; (6)当摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,此时小球的动能全部转化为重力势能,速度为零,若不受任何外力,将保持静止状态不变。
知识点:运动和力单元测试
题型:实验,探究题
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