Question

15．在學(xué)過摩擦力知識后，小明想探究：摩擦力大小是否與壓力、重力都有關(guān)系？他利用如圖所示的裝置進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①把金屬盒放在質(zhì)量不計(jì)的白紙上，讀出臺式測力計(jì)示數(shù)；拉動白紙的過程中，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)．
②將質(zhì)量不計(jì)的氫氣球系在金屬盒上，讀出臺式測力計(jì)示數(shù)；拉動白紙的過程中，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)．
③再往金屬盒注入適量的沙子，使臺式測力計(jì)示數(shù)與步驟①中的示數(shù)相等，拉動白紙的過程中，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)．
實(shí)驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)序號	臺式測力計(jì)示數(shù)F1/N	金屬盒總重力G/N	彈簧測力計(jì)示數(shù)F2/N
①	4.8	4.8	1.8
②	3.2	4.8	1.2
③	4.8	6.4	1.8

（1）與直接用彈簧測力計(jì)拉動金屬盒測量摩擦力相比，拉動白紙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)具有容易操作的優(yōu)點(diǎn)：①彈簧測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)，
②無需勻速拉動白紙．
（2）請你補(bǔ)齊上表中空格處的數(shù)據(jù)，其值為4.8N．
（3）實(shí)驗(yàn)中是通過向金屬盒內(nèi)添加沙子來改變金屬盒總重力的．
（4）比較實(shí)驗(yàn)步驟①③（填序號） 的數(shù)據(jù)，說明摩擦力大小與重力無關(guān)．

Answer 1

分析 （1）為了能平穩(wěn)的讀數(shù)，應(yīng)該是測力計(jì)做勻速直線運(yùn)動，拉動白紙，相對來說測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；
（2）第二次實(shí)驗(yàn)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；
（3）通過向金屬盒內(nèi)添加沙子，改變總重力；
（4）比較①③兩次實(shí)驗(yàn)分析得出結(jié)論．

解答 解：（1）與直接用彈簧測力計(jì)拉動金屬盒測量摩擦力相比，拉動白紙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)具有容易操作的優(yōu)點(diǎn)，無需勻速拉動白紙，具體體現(xiàn)在彈簧測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；
（2）第二次實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，金屬盒的總重力仍為4.8N；
（3）實(shí)驗(yàn)中是通過向金屬盒內(nèi)添加沙子來改變總重力的；
（4）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）彈簧測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；無需勻速拉動白紙；（2）4.8；（3）向金屬盒內(nèi)添加沙子；（4）①③．

點(diǎn)評 本題的實(shí)驗(yàn)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(jì)顯示的是壓力的大小，只有明確這些才能順利進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．