Question

在水平桌面上鋪上粗糙程度不同的材料（如毛巾、棉布、木板等），讓小車自斜面頂  端從靜止開始滑下，三次實驗現象如圖所示，比較小車沿水平面運動的距離．

請你觀察實驗現象思考后回答：
（1）為了得出科學結論，三次實驗中為了使小車運動到斜面底端時的速度相等，應使小車從斜面上的

同一高度

處釋放．
（2）三次實驗中，小車在水平面上受到摩擦力最大的是第

第一

次，這說明小車受到摩擦力的大小與接觸面的

粗糙程度

有關．
（3）如果將圖中木板表面平整地拼接在棉布表面后面（右端），則小車由棉布表面進入木板表面時速度將

變小

（選填“變大”“變小”或“不”）．
（4）進一步推理可知，若水平面絕對光滑（即小車不受摩擦力），則小車會在水平面上做

勻速直線

運動．
（5）實驗應用：小芳坐在行駛的列車上用餐時發現，桌面上的一個茶葉蛋突然向后滾動，而茶杯卻紋絲不動．由此判斷，該列車正在加速行駛．請在圖中作出此時茶杯的受力示意圖．

Answer 1

分析：（1）為了探究小車運動的距離與阻力的關系，需要控制小車在水平面的開始具有相同的速度，即小車必須從斜面的同一高度滑下；
（2）小車運動的距離長短與所受的摩擦力大小有關，小車運動的距離短，表明受到的摩擦力大；
（3）根據力是改變物體運動狀態的原因可知，小車由棉布表面進入木板表面時速度將變小；
（4）力是改變物體運動狀態的原因，如果物體不受力，則物體的運動狀態就不會發生變化；
（5）由雞蛋的運動可知摩擦力的方向，進一步可知茶杯受到摩擦力的方向；豎直方向還要受到向下的重力、向上的支持力，據此作出此時茶杯的受力示意圖．

解答：解：（1）為了比較小車運行的距離與阻力的關系，因此使小車在斜面的低端具有相同的（水平初）速度，即使小車從斜面的同一高度滑下；
（2）在這三次實驗中，小車在毛巾表面上運動的距離最短，這表明小車在毛巾表面上受到的摩擦力最大，毛巾表面要比棉布表面和木板表面粗糙，所以這就說明小車受到摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關．
（3）如果將木板表面平整地拼接在棉布表面后面時，根據力是改變物體運動狀態的原因可知，小車由棉布表面進入木板表面時速度將變小．
（4）三次實驗中，小車在木板表面運動的距離最遠，這是因為木板表面比較光滑，小車所受摩擦力較小的緣故．由此我們可以推理得出：若水平面絕對光滑（即小車不受摩擦力），則小車會在水平面上做勻速直線運動．
（5）雞蛋向左運動，說明此時受到的摩擦力向右，即茶杯受到向右的摩擦力；還有豎直向下的重力和豎直向上的支持力，故此時茶杯的受力示意圖如下圖所示：

故答案為：（1）同一高度；
（2）第一次；粗糙程度；
（3）變小；
（4）勻速直線運動；
（5）如上圖所示．

點評：本題主要考查了學生對牛頓第一定律理想實驗原理、方法的掌握和理解，還考查了學生分析實驗現象得出結論的能力；難點是列車正在加速行駛時作出茶杯的受力示意圖，要注意各個力產生的原因．