Question

小宇骑车不踩踏脚板，在水平路面上也能滑行一段距离．于是他猜想滑行的距离不仅与路面的粗糙程度有关还可能与初始速度有关．为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度，请你观察小车由斜面滑下后在水平面上滑行的实验现象思考后回答：
（1）为了探究滑行距离与小车初速度的关系，他先后三次将小车从______处释放，比较小车在______面上滑行的路程长短（选填“同一粗糙”或“不同粗糙”）．
（2）为了探究与水平面的粗糙程度关系．①三次实验是将小车从斜面上的______处释放；②三次实验中，小车在______表面上运动时受到的摩擦力最大，小车速度改变越______（选填“快”或“慢”）；③进一步推理可知，若水平面光滑无摩擦，则小车会在水平面上做______运动．
（3）在上述（2）的三次实验中，若毛巾的摩擦力对小车做的功为W₁，木板的摩擦力对小车做的功为W₂，则W₁______W₂ （选填“＞”、“=”或“＜”）、
（4）实验后小宇猜想：小车在水平面上的滑行距离，除了与上述两个因素有关外，还可能与质量有关．为了验证这一猜想，小宇又做了如下实验：在小车上加放数量不等的钩码后，让小车从同一高度由静止滑到水平的木板上，记录小车和钩码的总质量m和它在水平面的滑行距离S，记录数据如下：

质量m/kg	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40
滑行距离s/m	0.42	0.41	0.43	0.42	0.43	0.42	0.42

①从上述数据分析，可以得到的结论是：在初速度和接触面粗糙程度相同的条件下，物体在水平面上滑行的距离与物体的质量大小______；
②小宇同学反思上述实验后认为：在上述（4）的实验探究中，加砝码后，压力增大导致摩擦力也随之增大、若是在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下，物体的质量越大在水平面上滑行的距离将越远，因为在速度相同时，质量越大的物体具有的______越多．

Answer

（1）小车从斜面上滑下，到达底端的速度取决于物体的高度，并且让小车以不同的速度在同一粗糙面上滑行．
（2）实验目的是研究阻力对物体运动的影响，需要控制小车的初速度要相同；通过小车的运动距离反应速度的变化和摩擦阻力的大小；进行合理的推理得出假如不受力的情况．
（3）根据能量守恒进行分析，即物体在斜面末端具有相同的速度，即具有相同的动能．
（4）①由实验数据可以看出：滑行距离并没有什么规律性的变化，微小的差距是惯性引起的．
②在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下，物体的质量越大，说明克服摩擦做功会更多，运动较长的距离，然后推理出质量与动能的关系．
【解析】
（1）因为小车从斜面上滑下，到达底端的速度取决于物体的高度，因此将小车从不同的高度处释放，比较小车在同一粗糙面上滑行的路程长短；
（2）①在探究过程中，采用控制变量法，保证小车到达水平面时的速度要相同，因此三次实验要使小车从斜面的同一高度滑下；
②接触面越粗糙，摩擦力越大，因此小车在毛巾表面上受到摩擦力最大，小车速度减小的越快；
③若水平面光滑无摩擦，则小车不受摩擦力，小车的速度和方向不变，即做匀速直线运动．
（3）因为物体在斜面的末端具有相同的能量，而在不同水平面上运动时，都是克服摩擦力做功，并且最后具有的能量都为零，故物体在毛巾和在木板上克服摩擦做的功相等；
（4）①由题中的数据记录表格可以发现随着质量的增加虽然滑行距离略有变化，但不明显，可以认为是误差的原因，所以物体在水平面上滑行的距离与物体的质量大小无关；
②在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下，物体的质量越大，物体克服摩擦做功越多，因此滑行距离越远，即在速度相同时，物体质量越大具有的动能就越多．
故答案为：
（1）不同高度   同一粗糙   
（2）①同一高度  ②毛巾   快  ③匀速直线
（3）=
（4）①无关  ②动能