探究阻力对物体运动的影响

一、 核心实验精讲

1. 实验目的

(1) 探究阻力对物体运动的影响

(2) 理解在探究多因素问题中运用“控制变量”的思想方法。

2. 实验方法

科学推理法（理想实验法）、控制变量法、转换法。

3. 实验器材

斜面、木板、棉布、毛巾、小车。

4. 实验装置

5. 实验步骤

1. 在水平木板上铺上毛巾，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在毛巾表面上滑行的距离。
2. 在水平木板上铺上棉布，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在棉布表面上滑行的距离。
3. 让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在更光滑的木板表面上滑行的距离。

6. 实验数据记录表格

7. 实验现象及数据分析

小车在毛巾表面运动的距离最小，在棉布表面运动的距离较小，在木板表面运动的距离最大。

8. 实验结论与拓展延伸

• 实验结论：在其他条件相同时，水平面越光滑，小车受到的摩擦阻力越小，小车运动的距离就越远。
• 拓展延伸：假如水平面足够光滑（完全没有摩擦阻力），小车将保持匀速直线运动状态。科学推理（理想实验）法。

二、 真题嫁接（考点与应用）

• 题目 刘伟同学为了探究“运动和力的关系”，设计了如图 12-1 所示的斜面实验，可供使用的器材有斜面、棉布、毛巾、天平和小车。

🚩 命题角度

1. 科学推理法（理想实验法）的理解和应用；
2. 转换法和控制变量法的应用；
3. 水平面上的材料对阻力大小的影响；
4. 实验结论及其应用；
5. 小车运动过程中能量的转化；
6. 小车运动过程中的受力分析。

📝 经典真题及变式

(1) 在上图实验器材中，不需要用到的器材有 ____________。

(2) 为了使小车在滑到水平面时的速度相同，在实验中刘伟让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，刘伟采用的研究问题的方法是 ____________；小车沿斜面下滑时，______ 能转化为 ____________ 能。

(4) 我们可以推断：如果水平面绝对光滑，运动的物体将保持 ______ 状态。

(5) 三组实验中小车在水平面上从运动到静止消耗的机械能大小 ______（选填“相等”或“不相等”）。

(7) （辽宁大连中考）十六世纪末，伽利略已通过类似实验和推理得出结论：如果运动的物体没有阻力的影响，它将在水平面上一直运动下去。因此，物体运动 ______（选填“需要”或“不需要”）力来维持。

图 12-2 是伽利略的实验和推理示意图，属于推理的是 ______（选填“甲”或“乙”）。

(10) 通过实验探究后，对牛顿第一定律的知识有更深层次的理解：力不是维持物体运动状态的原因，而是 ______ 物体运动状态的原因。

(11) 小车在水平面上运动时，在竖直方向上受到的力有 ______ 和 ______，这两个力是一对 ______（选填“平衡力”或“相互作用力”），在水平方向受到 ______。

(14) 在大量类似实验基础上，牛顿经过进一步推理而概括出了著名的牛顿第一定律。它是人们公认的物理学基本定律之一，在实际生活中有着广泛的应用。

一架在空中水平向右匀速直线飞行的飞机上，自由落下了一颗炸弹。下列给出了几种炸弹落地前与飞机位置关系的情形，如图 12-3 所示。请你认真分析后作出正确的选择：

① 不计空气对炸弹的阻力，炸弹与飞机的位置关系为 ______ 图。

② 实际上，由于空气阻力的存在，炸弹与飞机的位置关系为 ______ 图。

(图 12-3 对应原书中的投弹示意图 A、B、C)

(15) （广西梧州中考）小李思考了一个问题：当自己荡秋千运动到右侧最高点时，假设受到的力全部消失，自己将处于怎样的运动状态呢？你认为下列选项中正确的是 ______。（图中的黑点表示小李）

A. 做匀速圆周运动

B. 做匀速直线运动

C. 继续来回摆动

D. 保持静止状态

(18) 图 12-1 所示实验中，小车在棉布、木板表面克服阻力做功分别为 \(W_1\)、\(W_2\)，功率分别是 \(P_1\)、\(P_2\)，则 \(W_1\) ______ \(W_2\)，\(P_1\) ______ \(P_2\)（均选填“>”“=”或“<”）。