题目内容

9.学过摩擦力知识后,小明利用右图所示的装置探究:摩擦力的大小是否与压力、重力都有关系?实验步骤如下:
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,读出弹簧测力的示数.
实验相关数据如图所示:
(1)此实验是根据二力平衡原理测出摩擦力大小.
(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(写出一条即可).
(3)请你补齐上表中空格处的数据,其大小为4.8N.
(4)实验步骤①和③(选填序号)的数据表明;摩擦力大小只与压力有关、与重力无关.

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;
(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)根据控制变量法,分析表中实验数据,然后得出结论.

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;
(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)由表中①③所示实验数据可知,在误差允许范围内,接触面粗糙程度相同、物体间压力相同而物体重力不同,物体受到的摩擦力相同,由此可知,摩擦力大小与压力有关,与物体的重力无关.
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.
故答案为:(1)二力平衡;(2)弹簧测力计示数稳定,便于读数;(3)4.8;(4)①;③;压力;重力.

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.

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