题目内容

19．在学过摩擦力知识后，小明想探究：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再往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计示数与步骤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．
实验相关数据如表：
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
①4.84.81.8
②3.21.2
③4.86.41.8
（1）此实验是根据二力平衡原理测出摩擦力大小的．该实验中是通过向金属盒内添加沙子来改变金属盒总重力的．
（2）与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比，拉动白纸进行实验具有的优点具体体现在：弹簧测力计示数稳定，便于读数．（写出一条即可）
（3）请你补齐上表中空格处的数据，其值为4.8N．
（4）比较实验步骤①③（填序号）的数据，说明摩擦力大小与重力无关．
比较实验步骤①和②可以初步得到：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大．

分析 （1）利用二力平衡可知，摩擦力等于弹簧测力计的拉力大小；通过向金属盒内添加沙子，改变总重力；
（2）为了能平稳的读数，应该是测力计做匀速直线运动，拉动白纸，相对来说测力计示数稳定，便于读数；
（3）第二次实验中，氢气球系在金属盒上，总重力不变，改变了压力大小，探究摩擦力与压力大小的关系；
（4）由控制变量法，要探究摩擦力与重力关系，应改变重力，保持其它条件不变，由此选择并分析得出结论；
同理分析①和②两次实验，相同量和找到不同量，分析得出绪论．

解答 解：
（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，拉动白纸进行实验具有容易操作的优点，具体体现在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）探究摩擦力与重力的关系时，应保持压力不变，改变总重力，根据此要求，只有①③能满足；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；
由①和②两次实验，金属盒对白纸压力不同，第①次实验压力大，摩擦力也大．可以初步得到的结论是：在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大．
故答案为：（1）二力平衡；向金属盒内添加沙子；（2）弹簧测力计示数稳定，便于读数；（3）4.8；（4）①③；无关；压力越大，滑动摩擦力越大．

点评 本题的实验中，探究了摩擦力大小与压力、重力的关系，值得注意的是，这里通过向金属盒内添加沙子来改变总重力大小，通过将氢气球系在金属盒上，减小对水平面的压力，其中台式测力计显示的是压力的大小，只有明确这些才能顺利进行实验．

练习册系列答案
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