Question

【題目】小明學習了慣性知識后，知道了物體質量越大慣性越大，但通過觀察小汽車的剎車過程小明有一個問題想不太明白：同一輛小汽車踩下剎車，速度慢時很容易就停下來了，而速度快時則不太容易停下來，由此可見物體運動速度越快，其運動狀態越難改變，這難道不正說明了慣性大小與速度有關嗎？為搞清楚慣性大小到底和速度有沒有關系，老師幫小明查閱了資料，找到了以下兩個理論知識，并且和小明共同設計了兩個實驗來驗證。

知識1：當作用在物體上的外力不為0時，慣性大小表現為外力改變物體運動狀態的難易程度；

知識2：物體運動狀態改變的難易程度，由單位時間內物體速度大小的變化量來判定。

以此為依據設計了兩個實驗來進行探究。

實驗一：老師用光滑的玻璃水平面（摩擦力忽略不計入、質量不同的小車A和小車B、細線、1個重物塊M、速度測量儀，設計了如圖甲所示的實驗裝置。兩次實驗小車A和B都從同一位置由靜止開始釋放，實驗記錄數據如下表，從表格中記錄的數據可以知道：

時間 實驗小車	0	1s	2s	3s
小車A	靜止	5cm/s	10cm/s	15cm/s
小車B	靜止	2cm/s	4cm/s	6cm/s

(1)小車A_____（選填“是”或“不是”）做勻速直線運動，用同一個重物塊拉動小車A和B的目的是_____。

(2)小車_____的運動狀態更難改變，小車_____的質量大一些。這個實驗驗證了慣性大小確實和質量有關系。

實驗二：老師利用1個小球、斜面、粗糙的水平木板、停表、速度測量儀設計了如圖乙所示實驗，以此來模擬汽車剎車的過程，每次實驗小球從同一斜面的不同高度靜止開始釋放，實驗數據如下表。

實驗次數	釋放高度	到達水平面的速度	速度從的時間	在水平面上滑動的距離
第1次		5cm/s	2s	5cm
第2次		10cm/s	4s	20cm
第3次		20cm/s	8s	80cm

(3)、、的大小關系_____，這三次實驗中水平面木板的粗糙程度應該_____（選填“相同”或“不同”'）。

(4)第2次實驗，小球在水平面運動過程中每秒鐘速度變化量為_____cm/s．這三次實驗中小球單位時間速度大小的變化量_____（選填“相同”或“不同”）。

(5)結論：同一個物體，受相同的外力，速度不同時，其運動狀態改變的難易程度_____（選填“相同”或“不同”），物體的慣性與運動速度_____（選填“有關”或“無關”）。

Answer 1

【答案】不是 保證拉力相同 B B 相同 2.5 相同 相同 無關

【解析】

(1)[1]從表中數據可知，小車A的速度是不斷變大的，所以小車A不是做勻速直線運動；

[2]用同一個重物塊拉動小車A和B的目的是保證拉力相同；

(2)[3][4]從表中數據可以看到，相同時間內，小車B的速度變化量較小，即代表了小車B的運動狀態更難改變，小車B的質量大一些；

(3)[5]從表中數據可以看到，從第1次到第3次實驗，到達水平面的速度是越來越大的，在斜面下滑到水平面的過程中，重力勢能轉化為動能，速度越大，說明重力勢能越大，同一個小球，質量相同，重力勢能越大，則所處的高度越高，也就是第3次實驗小球釋放高度最高，第2次實驗小球釋放高度較高，第1次實驗小球釋放高度最低；

[6]為了探究速度的大小與慣性的關系，應該保持所受的摩擦力相同，即這三次實驗中水平面木板的粗糙程度應該相同；

(4)[7]第2次實驗中，到達水平面的速度是10cm/s，變為零時，需要的時間是4s，則小球在水平面運動過程中每秒鐘速度變化量為

[8]第1和第3次實驗中，小球單位時間速度大小的變化量分別是

由此可知這三次實驗中小球單位時間速度大小的變化量是相同的；

(5)[9][10]從知識點2可知，由于小球單位時間速度大小的變化量是相同的，那么其運動狀態改變的難易程度是相同的；從知識點1可知，其運動狀態改變的難易程度是相同的，則慣性大小也相同，即物體的慣性與運動速度無關。