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小
速度
匀速直线运动
实验
推理
​$ 4N$​
​$ 3N$​
竖直向上
竖直向下
同一直线上方向相同的两个力，合力的大小等于二力之和，合力方向与二力方向相同
同一直线上方向相反的两个力，合力的大小等于二力之差，合力方向与较大力的方向相同
作用效果相同
【分析】
1. 对于第(1)问：通过对比图中不同表面（毛巾、棉布、木板）的粗糙程度和小车运动的距离，毛巾最粗糙，小车运动距离最短；木板最光滑，小车运动距离最长，由此可推断表面光滑程度与阻力大小、运动距离的关系。
2. 对于第(2)问：小车从斜面同一高度由静止滑下，根据重力势能与动能的转化，同一高度的小车重力势能相同，滑到水平面时转化的动能相同，结合小车质量不变，可知到达水平面时的速度相同，这是控制变量法的应用，目的是控制单一变量。
3. 对于第(3)问：根据实验中“阻力越小，小车运动越远”的趋势，进行理想化推理，当阻力为零时，小车不受力的作用，将保持原来的运动状态不变。
4. 对于第(4)问：现实中不存在不受力的物体，无法直接通过实验验证牛顿第一定律，所以该定律是在实验事实的基础上，通过科学的推理得出的。
【解析】
(1) 由实验现象可知，表面越光滑，小车受到的阻力越小，运动时受到的阻碍作用越弱，所以它运动得越远。
(2) 让小车从斜面同一高度由静止开始滑下，小车的重力势能转化为动能，同一高度的小车重力势能相同，到达水平面时的动能相同，又因为小车质量不变，所以到达水平面时的速度相同，此操作的目的是使小车到达水平面时的速度相同。
(3) 根据实验结论进行推理：如果小车受到的阻力为零，小车将不受力的作用，根据牛顿第一定律，它将永远做匀速直线运动。
(4) 由于现实中无法找到不受力的物体，牛顿第一定律不能通过直接实验验证，它是在实验的基础上，通过科学的推理而得出的。
【答案】
(1) 小
(2) 速度
(3) 匀速直线运动
(4) 实验；推理
【知识点】
阻力对运动的影响；控制变量法；牛顿第一定律
【点评】
本题是探究阻力对物体运动影响的经典实验，考查了实验现象分析、控制变量法的应用以及科学推理法的理解，是理解牛顿第一定律的基础实验，帮助学生建立力与运动的正确认知。
【难度系数】
0.8
【分析】
1. 补充表格：根据同一直线上二力合成规律，同方向二力合力为二力之和，方向与分力相同；反方向二力合力为二力之差，方向与较大力方向相同。结合每个钩码重1N，图(b)中$F_1=2N$、$F_2=2N$，合力为$2N+2N=4N$，方向竖直向下；图(c)中$F_1=4N$、$F_2=1N$，合力为$4N-1N=3N$，方向与较大力一致即竖直向上，据此补充表格。
2. 归纳结论：对比实验数据，分别总结同一直线上方向相同、相反的两个力的合力大小与方向规律。
3. 实验操作目的：将橡皮筋拉到同一位置$O'$，是为了保证单独的力$F$与$F_1$、$F_2$共同作用时，橡皮筋的形变效果相同，即让$F$与$F_1$、$F_2$的作用效果等效。
【解析】
(1) 表格补充：
图(b)中，同方向二力$F_1=2N$、$F_2=2N$，合力大小$F_{合}=F_1+F_2=2N+2N=4N$，方向竖直向下；
图(c)中，反方向二力$F_1=4N$、$F_2=1N$，合力大小$F_{合}=F_1-F_2=4N-1N=3N$，方向与较大力$F_1$相同，即竖直向上；
因此表格空白处依次为$\boldsymbol{4N}$、$\boldsymbol{3N}$、$\boldsymbol{竖直向上}$、$\boldsymbol{竖直向下}$。
(2) 结论推导：
由图(b)实验数据可知，同一直线上方向相同的两个力，合力的大小等于二力之和，合力方向与二力方向相同；
由图(c)实验数据可知，同一直线上方向相反的两个力，合力的大小等于二力之差，合力方向与较大力的方向相同。
(3) 实验操作目的：
将橡皮筋自由端拉到同一位置，是为了使单独作用的力与那两个力的$\boldsymbol{作用效果相同}$，保证该力是那两个力的等效合力。
【答案】
(1) $\boldsymbol{4N}$；$\boldsymbol{3N}$；$\boldsymbol{竖直向上}$；$\boldsymbol{竖直向下}$
(2) 同一直线上方向相同的两个力，合力的大小等于二力之和，合力方向与二力方向相同；同一直线上方向相反的两个力，合力的大小等于二力之差，合力方向与较大力的方向相同
(3) $\boldsymbol{作用效果相同}$
【知识点】
同一直线上二力的合成；等效替代法
【点评】
本题通过实验探究同一直线上二力的合成规律，核心是运用等效替代法，将两个力的作用效果与一个力的作用效果对比，进而归纳出二力合成的规律，需明确实验操作的物理意义和二力合成的具体规律。
【难度系数】
0.7
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