Question

9．學(xué)過摩擦力知識后，小明利用右圖所示的裝置探究：摩擦力的大小是否與壓力、重力都有關(guān)系？實驗步驟如下：

實驗序號	臺式測力計示數(shù)F1/N	金屬盒總重力G/N	彈簧測力計示數(shù)F2/N
①	4.8	4.8	1.8
②	3.2		1.2
③	4.8	6.4	1.8

①把金屬盒放在質(zhì)量不計的白紙上，讀出臺式測力計示數(shù)；拉動白紙的過程中，讀出彈簧測力計的示數(shù)．
②將質(zhì)量不計的氫氣球系在金屬盒上，讀出臺式測力計示數(shù)；拉動白紙的過程中，讀出彈簧測力計的示數(shù)．
③再往金屬盒注入適量的沙子，使臺式測力計示數(shù)與步驟①中的示數(shù)相等，拉動白紙的過程中，讀出彈簧測力的示數(shù)．
實驗相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示：
（1）此實驗是根據(jù)二力平衡原理測出摩擦力大小．
（2）與直接用彈簧測力計拉動金屬盒測量摩擦力相比，拉動白紙進(jìn)行實驗具有容易操作的優(yōu)點，具體體現(xiàn)在：彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)（寫出一條即可）．
（3）請你補齊上表中空格處的數(shù)據(jù)，其大小為4.8N．
（4）實驗步驟①和③（選填序號）的數(shù)據(jù)表明；摩擦力大小只與壓力有關(guān)、與重力無關(guān)．

Answer 1

分析 （1）利用二力平衡可知，摩擦力等于彈簧測力計的拉力大小；
（2）為了能平穩(wěn)的讀數(shù)，應(yīng)該是測力計做勻速直線運動，拉動白紙，相對來說測力計示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；
（3）第二次實驗中，氫氣球系在金屬盒上，總重力不變，改變了壓力大小，探究摩擦力與壓力大小的關(guān)系；
（4）根據(jù)控制變量法，分析表中實驗數(shù)據(jù)，然后得出結(jié)論．

解答 解：
（1）利用二力平衡可知，當(dāng)水平勻速拉動白紙時，摩擦力等于彈簧測力計的拉力大小；
（2）與直接用彈簧測力計拉動金屬盒測量摩擦力相比，拉動白紙進(jìn)行實驗具有容易操作的優(yōu)點，具體體現(xiàn)在彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；
（3）第二次實驗中，氫氣球系在金屬盒上，保持了總重力不變，而改變了壓力大小，來探究摩擦力與壓力大小的關(guān)系，所以第2次實驗，金屬盒的總重力仍為4.8N；
（4）由表中①③所示實驗數(shù)據(jù)可知，在誤差允許范圍內(nèi)，接觸面粗糙程度相同、物體間壓力相同而物體重力不同，物體受到的摩擦力相同，由此可知，摩擦力大小與壓力有關(guān)，與物體的重力無關(guān)．
探究摩擦力與重力的關(guān)系時，應(yīng)保持壓力不變，改變總重力，根據(jù)此要求，只有①③能滿足．
故答案為：（1）二力平衡；（2）彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；（3）4.8；（4）①；③；壓力；重力．

點評 本題的實驗中，探究了摩擦力大小與壓力、重力的關(guān)系，值得注意的是，這里通過向金屬盒內(nèi)添加沙子來改變總重力大小，通過將氫氣球系在金屬盒上，減小對水平面的壓力，其中臺式測力計顯示的是壓力的大小，只有明確這些才能順利進(jìn)行實驗．