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實驗10 探究阻力對物體運動的影響

【實驗目的】
探究阻力對物體運動的影響
【設計和進行實驗】
（1）實驗器材：小車、斜面、長木板、毛巾、棉布等；

（2）實驗步驟：讓小車從同一斜面上的同一高度由靜止自由滑下，如圖所示，改變水平面表面得粗糙程度，使其對小車運動的阻力不相同。第一次在水平面上鋪毛巾，第二次鋪棉布，第三次將棉布去掉，只剩下木板，比較小車每次在水平面上滑行的距離。

【分析現象】 水平面越光滑，小車的速度減小得越慢，運動距離越遠 ；
【實驗結論】
①運動物體受到的阻力越大，運動的越近，阻力越小，運動得越遠。
②若運動的物體不受阻力，物體的運動速度將不會減小，將保持做勻速直線運動。
【實驗方法】：
①控制變量法：控制小車從斜面上 同一高度處 由靜止釋放，使小車到斜面底端時具有 相同的初速度 ；
②轉換法：通過小車在水平面上 滑行距離的長短 來間接判斷小車所受阻力大??；
③科學推理法：若小車不受阻力時，小車的速度將 不會減小 ，將永遠做 勻速直線運動 ；
【交流與討論】
（3）小車到達斜面底端繼續前行的原因：小車具有 慣性 ；
（4）小車最終會停下來的原因：受到 摩擦阻力（非平衡力） 的作用；
（5）牛頓第一定律的內容：一切物體在沒有受到外力作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態；
（6）牛頓第一定律得到的方法：在大量 經驗事實 的基礎上，通過科學的 推理 總結歸納出來的， 不能直接 由實驗得到。
（7）對牛頓第一定律的理解：力不是 維持 物體運動狀態的原因，力是 改變 物體運動狀態的原因。
（8）對小車受力情況的判斷：小車在水平面上運動時 重力 和 支持力 相互平衡，水平方向上受到阻力的作用，做 減速 直線運動；
（9）小車在運動過程中做功與能量轉化：從斜面頂端滑動到水平面的過程中，重力勢能轉化為 動能和內能 ；從水平面運動到靜止的過程中，動能轉化為內能， 機械能不守恒 ，但能量的總量 不變 ；小車在三種不同的水平面上克服阻力做功的關系： ，功率： （依次為毛巾、棉布和木板）。
【交流與反思】
（1）本實驗選用小車而不選用木塊的原因是:相同條件下，小車受到的阻力較小，實驗現象較明顯.
（2）小車到達水平面后最終停下來的原因是小車在水平面上受摩擦力的作用，力能改變物體的運動狀態.

【例1】某同學用如圖所示的實驗裝置探究阻力對物體運動的影響.他在水平臺面上分別鋪上材料不同的物體，讓同一小車從同一斜面上的相同高度由靜止滑下，在小車停下的位置分別作上標記a、b、c.

（1）實驗中讓同一小車從同一斜面的相同高度由靜止滑下是為了使小車到達水平面時的 速度 相同.
（2）讓小車從斜面上滑下后沿水平面運動，是為了使小車在豎直方向上受到的重力和 支持 力相平衡，其作用效果相互抵消，相當于小車只受水平方向上的 摩擦 力作用.
（3）實驗中通過改變 水平面的粗糙程度 來改變小車所受的阻力大小.
（4）若水平臺面上鋪的物體分別是毛巾、木板、棉布，則標記c位置是小車在 木板 表面運動時停下的位置.
（5）由實驗現象可以得出結論:水平面粗糙程度越小，小車運動的距離越 遠 ；由此說明小車受到的阻力越小，速度減小得越 慢 .