Question

（2011?朝陽）某物理興趣小組研究“力對運動的影響”及“影響摩擦力的因素”．如圖，三個滑道的斜面部分完全相同，水平部分材質不同（毛巾、棉衣、木板）．三個相同的小木塊分別從三個滑道的同一高度O處從靜止釋放，在水平面滑行至停止的距離s_BC＜s_BD＜s_BF．

（1）控制其他因素均相同，只體現“滑道材質”與“滑行距離”的關系，這種研究方法屬于

控制變量

法．
（2）三種滑行的初始段OB均相同，從能量轉化的角度分析，從靜止釋放時，三木塊的

重力勢

能相同，滑到水平部分左端B處時

動

能相同，則它們的速度

相同

．
（3）在該實驗時，三木塊在水平面部分所受摩擦力的大小關系f_BC

＞

f_BD

＞

f_BF（填不等號），這個實驗只能說明物體所受摩擦力與

接觸面（或支持面）的粗糙程度

有關．
（4）結合上述實驗，推測和猜想：如果滑道水平部分絕對光滑，小木塊將做

勻速直線運動（或勻速運動下去，或永遠運動下去，或滑行無限遠）

．

Answer 1

分析：（1）當一個物理量與兩個或兩個以上的因素有關時，研究該物理量時，一般采用控制變量法的思想；
（2）物體從高處由靜止開始下滑時，具有的重力勢能轉化成動能，具有的重力勢能相同，轉化成的動能相同，木塊的速度就相同；
（3）摩擦力的大小是通過木塊在水平面上滑行的距離體現的，滑行的距離越遠，木塊的摩擦力就越大，這里采用了轉換法的思想；摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度兩個因素有關，三個相同的木塊，實際上控制了壓力大小相同．
（4）摩擦力越小，木塊滑行的距離越遠，當摩擦力為零時，木塊將以原來的速度繼續向前運動．

解答：解：（1）實驗中，控制其它因素相同，只體現“滑道材質”與“滑行距離”的關系，這種方法稱為控制變量法，物理學中很多實驗都是采用的這種方法，例如探究電流與電壓和電阻的關系；探究影響電阻大小的因素等．
（2）三個木塊的質量相同，所處的高度相同，因此在滑到斜面上所具有的重力勢能就相等；滑到水平部分時，這些重力勢能就會轉化成相同的動能，動能相同，木塊具有的速度也就相同．
（3）木塊滑行的距離s_BC＜s_BD＜s_BF，因此三木塊在水平面部分所受摩擦力的大小關系f_BC＞f_BD＞f_BF，此實驗中控制的是木塊對水平面的壓力相等，而水平面的粗糙程度不同，因此這個實驗只能說明物體所受摩擦力與接觸面（或支持面）的粗糙程度有關．
（4）如果滑道水平部分絕對光滑，木塊在水平方向上不受力，它的運動狀態將不會改變，一直做勻速直線運動．
故答案為：（1）控制變量；
（2）重力勢；動；相同．
（3）＞；＞；接觸面（或支持面）的粗糙程度．
（4）勻速直線運動（或勻速運動下去，或永遠運動下去，或滑行無限遠）．

點評：該實驗應用了三種物理研究方法：一是轉換法，把摩擦力轉換為拉力；二是控制變量法；三是科學推理法．這就要求同學們在做這個實驗時，務必搞清楚每個操作步驟所對應的物理道理．