19．在學(xué)過(guò)摩擦力知識(shí)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(tái)式測(cè)力計(jì)示數(shù)；拉動(dòng)白紙的過(guò)程中，讀出彈簧測(cè)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(tái)式測(cè)力計(jì)示數(shù)；拉動(dòng)白紙的過(guò)程中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．
③再往金屬盒注入適量的沙子，使臺(tái)式測(cè)力計(jì)示數(shù)與步驟①中的示數(shù)相等，拉動(dòng)白紙的過(guò)程中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．
實(shí)驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)如表：
實(shí)驗(yàn)序號(hào)臺(tái)式測(cè)力計(jì)示數(shù)F1/N金屬盒總重力G/N彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F2/N
①4.84.81.8
②3.21.2
③4.86.41.8
（1）此實(shí)驗(yàn)是根據(jù)二力平衡原理測(cè)出摩擦力大小的．該實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)向金屬盒內(nèi)添加沙子來(lái)改變金屬盒總重力的．
（2）與直接用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)金屬盒測(cè)量摩擦力相比，拉動(dòng)白紙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)具有的優(yōu)點(diǎn)具體體現(xiàn)在：彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)．（寫出一條即可）
（3）請(qǐng)你補(bǔ)齊上表中空格處的數(shù)據(jù)，其值為4.8N．
（4）比較實(shí)驗(yàn)步驟①③（填序號(hào)）的數(shù)據(jù)，說(shuō)明摩擦力大小與重力無(wú)關(guān)．
比較實(shí)驗(yàn)步驟①和②可以初步得到：在接觸面粗糙程度一定時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．

分析 （1）利用二力平衡可知，摩擦力等于彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大��；通過(guò)向金屬盒內(nèi)添加沙子，改變總重力；
（2）為了能平穩(wěn)的讀數(shù)，應(yīng)該是測(cè)力計(jì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉動(dòng)白紙，相對(duì)來(lái)說(shuō)測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；
（3）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；
（4）由控制變量法，要探究摩擦力與重力關(guān)系，應(yīng)改變重力，保持其它條件不變，由此選擇并分析得出結(jié)論；
同理分析①和②兩次實(shí)驗(yàn)，相同量和找到不同量，分析得出緒論．

解答 解：
（1）利用二力平衡可知，當(dāng)水平勻速拉動(dòng)白紙時(shí)，摩擦力等于彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大�。�
實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)向金屬盒內(nèi)添加沙子來(lái)改變總重力的；
（2）與直接用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)金屬盒測(cè)量摩擦力相比，拉動(dòng)白紙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)具有容易操作的優(yōu)點(diǎn)，具體體現(xiàn)在彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；
（3）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(lái)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；
（4）探究摩擦力與重力的關(guān)系時(shí)，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；且這兩次實(shí)驗(yàn)的摩擦力大小相等，說(shuō)明摩擦力大小與重力無(wú)關(guān)；
由①和②兩次實(shí)驗(yàn)，金屬盒對(duì)白紙壓力不同，第①次實(shí)驗(yàn)壓力大，摩擦力也大．可以初步得到的結(jié)論是：在接觸面粗糙程度一定時(shí)，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．
故答案為：（1）二力平衡；向金屬盒內(nèi)添加沙子；（2）彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；（3）4.8；（4）①③；無(wú)關(guān)；壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大．

點(diǎn)評(píng) 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(guò)向金屬盒內(nèi)添加沙子來(lái)改變總重力大小，通過(guò)將氫氣球系在金屬盒上，減小對(duì)水平面的壓力，其中臺(tái)式測(cè)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)．

練習(xí)冊(cè)系列答案
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