题目内容

【题目】在学过摩擦力知识后,小明想探究滑动摩擦力大小是否与压力、重力都有关系。他利用如图所示的装置进行探究实验。实验步骤如下:①把金属盒放在质量不计的白纸上,读出台式测力计的示数;拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数。②将质量不计的氢气球系在金属盒上,读出台式测力计的示数;拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数。③再往金属盒中注入适量的沙子,使台式测力计的示数与步骤①中的示数相等,拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数。相关实验数据如下表:

实验序号

台式测力计示数F1/N

金属盒总重力G/N

弹簧测力计示数F2/N

①

4.8

4.8

1.8

②

3.2

1.2

③

4.8

6.4

1.8

(1)此实验是根据_____的原理测出滑动摩擦力大小的;实验中通过_____来改变金属盒的总重力。

(2)与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量滑动摩擦力相比,拉动白纸进行实验的优点具体体现在:_____

(3)上表中空格处的数据应为_____N。

(4)比较实验步骤_____(填序号)的数据,可以初步说明滑动摩擦力的大小随压力的增大而增大;比较实验步骤①③的数据,可以初步说明_____

【答案】二力平衡; 往金属盒注入适量的沙子 可以不必做匀速直线运动 4.8 ①② 摩擦力大小与物体的重力无关

【解析】

(1)利用二力平衡可知,当水平匀速拉动白纸时,摩擦力等于弹簧测力计的拉力大小;实验中是通过向金属盒内添加沙子来改变总重力的;

(2)与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比,拉动白纸进行实验可以不必做匀速直线运动,具有容易操作的优点,弹簧测力计示数稳定,便于读数;

(3)第二次实验中,氢气球系在金属盒上,保持了总重力不变,而改变了压力大小,来探究摩擦力与压力大小的关系。所以第2次实验,金属盒的总重力仍为4.8N;

(4) 第①次实验压力大,第②次实验压力小,且金属盒重力相同,第①次实验摩擦力大于第②次实验摩擦力,故由①和②两次实验,可以初步说明滑动摩擦力的大小随压力的增大而增大;比较实验步骤①③的数据,压力不变,改变总重力,且这两次实验的摩擦力大小相等,说明摩擦力大小与重力无关

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