实验九、探究阻力对物体运动的影响实验

【实验目的】

探究阻力对物体运动的影响。

【实验原理】

力是改变物体运动状态的原因。

【实验器材】

斜面、小车、毛巾、棉布、木板、刻度尺

【实验方法】

控制变量法

【实验步骤】

①木板放在水平的桌面上 , 将斜面放固定在木板的一端 , 将刻度尺零刻度线与木板一端对齐 , 紧贴

木板并固定好；

②观察木板毛巾与棉布的粗糙程度；

③将毛巾铺在木板上 , 将小车置于斜面顶端同一位置 , 使小车向下滑 , 小车停下后 , 记录小车在毛巾

上滑动的距离 S 1 ；

④将棉布铺在木板上 , 将小车置于斜面顶端同一位置 , 使小车向下滑 , 小车停下后 , 记录小车在棉布

上滑动的距离 S 2 ；

⑤将小车置于斜面顶端 , 使小车向下滑 , 小车停下后 , 记录小车在木板上滑动的距离 S 3 。

【实验数据】

表面状况

阻力大小

水平面上运动

距离

毛巾

最大

近

棉布

较大

较远

木板

小

最远

【实验结果】

平面越光滑 , 物体运动的距离越远 , 速度减小得越慢 , 所受阻力越小；

平面越粗糙 , 物体运动的距离越近 , 速度减小得越快 , 所受阻力越大。

【实验推理】

运动的物体如果不受外力作用，它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性定律就是

在此基础上总结出来的。这个定律因为是用科学推理的方法得出，所以不是用实验直接得出的。

【考点方向】

1 、此实验让应让下车怎么滑下来？目的是什么？答：

让小车从斜面同一高度由静止滑下来；目的是使小

车到达水平面时的速度相同

。

2 、通过什么知道阻力越小，物体运动减小的越慢？答：

小车运动的距离，阻力越少，小车运动的距离越

远，说明物体运动减小的越慢

。

3 、这个实验斜面有何作用？答：

使小车滑下的速度相同

。

4 、实验结论：

物体受到的阻力越小，物体运动的距离越远，如果物体不受阻力，他将保持运动直线运动

，

并一直运动下去

。

5 、此实验采用的方法是？答：

控制变量法

转换法

。

6 、牛顿第一定律能否通过实验探究出来？答：

不能，只能在实验基础上推理出来，因为不受力的物体是

不存在的

。

7 、将此实验略加修改还能做哪个实验？答： （

1 ）将斜面长一些，增加刻度尺和秒表可以探究速度变化的

实验（

2 ）保证平面的材料相同，增加一个木块可以探究动能大小与哪些因素有关的实验

。

牛顿第一定律：

说明： A 、牛顿第一定律是在大量 经验事实 的基础上，通过进一步 推理而概括

出来的，因此不可能用实验

来直接证明牛顿第一定律。

B 、牛顿第一定律的内涵：物体不受力，原来静止的物体将保持静止状态 , 原来运动的物体 , 不管原来

做什么运动 , 物体都将做 匀速直线运动 .

C 、牛顿第一定律告诉我们 : 物体做匀速直线运动可以 不需要 力，即力与运动无关，所以力不是 产生

或维持物体运动

的原因

。

D 、力不是维持物体运动的原因，而是 改变 物体运动状态的原因。

【创新母题】：如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，观察将毛巾、棉布分别铺在水平木

板上和只有木板的三种情况下，让小车分别从斜面顶端由静止下滑，研究小车在水平面上滑行的距离。

（ 1 ）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是：使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小

（填“相等”或“不相等”）。

（ 2 ）实验中改变小车所受阻力大小，是通过改变

来实 现 的。

（ 3 ）实验中 发现 小车在毛巾表面滑行的距离最近；在棉布表面滑行的距离较远；在木板表面滑行的距离

最远。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越 （填“快”或“慢”）。由此可以 练习 到 雨天驾驶汽

车应 该 （ 选 填“增大”或“减小”） 汽 车 之间 的距离。

（ 4 ）推理：如果小车在水平面上滑行，受到的阻力越来越小，直到变为零，它将做

。

（ 5 ）在大量经验事实的基础上， 总结 了伽利 略等 人 的研究 成 果概括出 了 牛顿第一定律，所以牛顿第一

定律 虽然 不是直接由实验得出的， 但 是通过 符合逻辑 的

得出的 正确 结论。

（ 6 ）牛顿第一定律告诉 了 我们物体的运动

（填“需要”或“不需要”）力来维持，一 切 物体都有保

持原来

不变的性 质 。

（ 7 ） 本 实验中 主 要用到的科学探究方法有 （ 写 一种即可）。

（ 8 ）小车到达水平面后 会继续 向 前 运动因为小车 具 有 ， 然 后最 终会 停下来是因为受到的 作用。

（ 9 ）让同一小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，还可以探究小车的

关 系 （ 选 填 序号 ）。① 重 力

势 能与 质 量；② 重 力 势 能与高度；③动能与 质 量；④动能与速度

【答 案 】

（ 1 ）相等；（ 2 ）水平面的粗糙程度；（ 3 ）慢；减小；（ 4 ）匀速直线运动；

（ 5 ）牛顿；推理；（ 6 ）不需要；运动状态。（ 7 ）控制变量法（或推理法）；（ 8 ）动能；阻力；

（ 9 ）④

【 解析 】

（ 1 ） 该 实验应使小车运动到斜面 底 端时的速度相等， 比 较小车运动的距离 才 有 意义 ，所以要控制小车每

次都从斜面上同一位置 释 放；

（ 2 ）改变接 触 面的粗糙程度，可以改变 摩擦 力阻力的大小；

（ 3 ）小车停下来的原因是小车受到 了摩擦 阻力，实验中通过改变接 触 面的粗糙程度来改变阻力的大小，

阻力越小小车运动的距离越远；

（ 4 ） 根 据实验进行 合 理推理， 随着 阻力的减小，滑行的距离越远，一 旦 阻力为零， 那 么小车 会 做匀速直

线运动。

（ 5 ）由第（ 3 ） 问 中所观察到的 现象 以 及 结论推理出阻力为零时的运动情况；牛顿第一定律是在实验基础

上通过推理得出的；

（ 6 ） 根 据牛顿第一定律， 当 物体不受 任 何外力时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。

（ 7 ） 本 实验为 了 研究不同阻力对小车运动情况的影响，需要控制 其 他 条件 相同，即是控制变量法，同时

随着 阻力的减小，滑行的距离变远，所以作出 合 理推理，可以得出阻力为零时，将做匀速直线运动，所以

也用到 了 推理法。

（ 8 ）小车向 前 运动，由于它 具 有动能，在运动的过程中，由于它存在阻力， 会消耗 能量，最 终会 停止。

（ 9 ） 若 在水平面铺上同种材料，让同一小车从不同高度由静止滑下， 则 小 球 到达平面时的速度是不同的，

所以可以探究动能的大小与速度的关 系 ， 故选 ④。

练习 1 ：（ 2019• 衡阳 ）在探究“阻力对物体运动的影响”时，小 华设计了 如图所示的实验 装 置：将 铁球 用

细绳悬 于 O 点，小车置于 O 点 正 下方水平面上静止。实验时，分别在水平面上铺毛巾、棉布、 玻璃 板。

(1) 每次都要让 铁球 从图中 A 点由静止 释 放，是为 了 使小车在水平面开始运动时 具 有相同的 _____________ 。

(2) 下面是记录实验情况的表 格 ， 请 将 (a) 中的内 容补充完整 ，

(3) 由实验可知，水平面越光滑，小车运动的距离越远，由此推理得出：如果水平面 绝 对光

滑， 被撞击 后的小车将作 __________( 选 填“加速”“减速”或”匀速 ＂ ) 直线运动

(4) 如果用此 装 置探究“物体动能的大小与什么因素有关”，换用不同 质 量的 铁球 ，每次从图中 A 点由静止

释 放，通过观察小车在水平面运动的距离，来探究物体的动能与 _____ 的关 系 。

【答 案 】 (1) 速度； (2) 阻力大小； (3) 匀速 ； (4) 质 量。

【 解析 】

(1) 实验时 , 每次让 铁球 从图中 A 点由静止 释 放 , 铁球 与小车 碰撞前 减少的 势 能相同 , 小车在 碰撞 后 获 得的动能

相等 , 故 是为 了 让小车在水平面开始运动时的速度相同。