Question

6．科學探索，不僅需要觀察和實驗，更需要有理性的推理，如果物體不受力，將會怎樣呢？讓我們踏著伽利略的足跡逐步揭曉這個答案．

每次實驗，小車都從同一斜面，同一高度由靜止滑下，觀察小車在水平毛巾、紙板、玻璃板上前進的距離，實驗現(xiàn)象如圖甲所示．
（1）小車從同一高度滑下的目的是：使小車在水平面上運動的初速度相同．實驗中選取毛巾、紙板、玻璃板三種不同的水平面目的是：改變小車受到的阻力；
（2）分析該實驗可知：小車受到的阻力越小，小車滑行的距離越遠．在這樣的實驗分析基礎上，進一步推理，如果水平面絕對光滑，小車所受阻力為零，那么小車將做勻速直線運動．
（3）小文同學經(jīng)歷了上述實驗后，做了這樣一道題，請你幫他完成：如圖乙所示，小球P從靜止釋放，當達到右側(cè)最高點時所有外力都消失，則小球?qū)ⅲ罕３朱o止，結(jié)合此題，請說出一條伽利略實驗的局限性：沒有研究靜止的物體不受力的情況．

Answer 1

分析 （1）本實驗影響小車運動距離遠近的因素主要有兩個：一是摩擦力的大小；二是小車到達水平面的速度大小．因此探究小車滑行的距離與摩擦力的關(guān)系時，就必須確保到達水平面時的速度相同；
摩擦力大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，通過改變水平面的材料來改變接觸面的粗糙程度；
（2）根據(jù)接觸面的粗糙程度和小車滑行的距離進行歸納；
在實驗的基礎上，加上科學的推理進行歸納：如果運動物體受到的阻力為零，它將會永遠運動下去；
（3）物體撤銷一切力的作用時，物體會保持撤銷力時的運動狀態(tài)，結(jié)合牛頓第一定律進行分析．

解答 解：
（1）根據(jù)控制變量法的要求，在探究阻力對物體運動的影響時，只需改變接觸面的不同，所以應讓同一輛小車從同一個斜面的同一高度滑下，使小車在水平面上運動的初速度相同；
實驗中選取毛巾、紙板、玻璃板三種不同的水平面，是為了改變水平面的粗糙程度，改變小車受到的阻力．
（2）從實驗可以得出，小車受到的阻力越小，小車滑行的距離越遠；因此如果小車不受阻力作用，那么小車將保持原來的速度和方向永遠運動下去；即運動的小車，當不受到阻力作用時，將保持勻速直線運動．
（3）由圖可知，小球P從靜止釋放，當達到右側(cè)最高點時所有外力都消失，小球的速度為零，如果此時小球受到的力全部消失，小球要保持這種靜止狀態(tài)；
根據(jù)牛頓第一定律可知，伽利略實驗沒有研究靜止的物體不受力的情況．
故答案為：（1）使小車在水平面上運動的初速度相同；改變小車受到的阻力；
（2）小車受到的阻力越小，小車滑行的距離越遠；將做勻速直線運動；
（3）保持靜止；沒有研究靜止的物體不受力的情況．

點評 探究阻力對物體運動的影響實驗中，所用到的實驗方法除控制變量法外，還有一種特殊的方法，那就是科學推理法，也被稱為理想實驗法．因為，表面的絕對光滑只是一種理想狀態(tài)，無法在現(xiàn)實中達到，因此，只能是在實驗現(xiàn)象的基礎上，再加上科學推理來得出結(jié)論，這一點需引起我們的注意．