Question

小明学习了惯性知识后，知道了物体质量越大惯性越大，但通过观察小汽车的刹车过程小明有一个问题想不太明白：同一辆小汽车踩下刹车，速度慢时很容易就停下来了，而速度快时则不太容易停下来，由此可见物体运动速度越快，其运动状态越难改变，这难道不正说明了惯性大小与速度有关吗？为搞清楚惯性大小到底和速度有没有关系，老师帮小明查阅了资料，找到了以下两个理论知识，并且和小明共同设计了两个实验来验证。

知识1：当作用在物体上的外力不为0时，惯性大小表现为外力改变物体运动状态的难易程度；

知识2：物体运动状态改变的难易程度，由单位时间内物体速度大小的变化量来判定。

以此为依据设计了两个实验来进行探究。

实验一：老师用光滑的玻璃水平面（摩擦力忽略不计入、质量不同的小车A和小车B、细线、1个重物块M、速度测量仪，设计了如图甲所示的实验装置。两次实验小车A和B都从同一位置由静止开始释放，实验记录数据如下表，从表格中记录的数据可以知道：

时间 实验小车	0	1s	2s	3s
小车A	静止	5cm/s	10cm/s	15cm/s
小车B	静止	2cm/s	4cm/s	6cm/s

(1)小车A_____（选填“是”或“不是”）做匀速直线运动，用同一个重物块拉动小车A和B的目的是_____。

(2)小车_____的运动状态更难改变，小车_____的质量大一些。这个实验验证了惯性大小确实和质量有关系。

实验二：老师利用1个小球、斜面、粗糙的水平木板、停表、速度测量仪设计了如图乙所示实验，以此来模拟汽车刹车的过程，每次实验小球从同一斜面的不同高度静止开始释放，实验数据如下表。

实验次数	释放高度	到达水平面的速度	速度从的时间	在水平面上滑动的距离
第1次		5cm/s	2s	5cm
第2次		10cm/s	4s	20cm
第3次		20cm/s	8s	80cm

(3)、、的大小关系_____，这三次实验中水平面木板的粗糙程度应该_____（选填“相同”或“不同”'）。

(4)第2次实验，小球在水平面运动过程中每秒钟速度变化量为_____cm/s．这三次实验中小球单位时间速度大小的变化量_____（选填“相同”或“不同”）。

(5)结论：同一个物体，受相同的外力，速度不同时，其运动状态改变的难易程度_____（选填“相同”或“不同”），物体的惯性与运动速度_____（选填“有关”或“无关”）。

Answer

不是 保证拉力相同 B B 相同 2.5 相同 相同 无关

【解析】

(1)[1]从表中数据可知，小车A的速度是不断变大的，所以小车A不是做匀速直线运动；

[2]用同一个重物块拉动小车A和B的目的是保证拉力相同；

(2)[3][4]从表中数据可以看到，相同时间内，小车B的速度变化量较小，即代表了小车B的运动状态更难改变，小车B的质量大一些；

(3)[5]从表中数据可以看到，从第1次到第3次实验，到达水平面的速度是越来越大的，在斜面下滑到水平面的过程中，重力势能转化为动能，速度越大，说明重力势能越大，同一个小球，质量相同，重力势能越大，则所处的高度越高，也就是第3次实验小球释放高度最高，第2次实验小球释放高度较高，第1次实验小球释放高度最低；

[6]为了探究速度的大小与惯性的关系，应该保持所受的摩擦力相同，即这三次实验中水平面木板的粗糙程度应该相同；

(4)[7]第2次实验中，到达水平面的速度是10cm/s，变为零时，需要的时间是4s，则小球在水平面运动过程中每秒钟速度变化量为

[8]第1和第3次实验中，小球单位时间速度大小的变化量分别是

由此可知这三次实验中小球单位时间速度大小的变化量是相同的；

(5)[9][10]从知识点2可知，由于小球单位时间速度大小的变化量是相同的，那么其运动状态改变的难易程度是相同的；从知识点1可知，其运动状态改变的难易程度是相同的，则惯性大小也相同，即物体的惯性与运动速度无关。