3.在學(xué)過(guò)摩擦力知識(shí)后,小明想探究:滑動(dòng)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),記錄在下面的表格中.
②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),記錄在下面的表格中.
③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),記錄在下面的表格中.
實(shí)驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
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
4.84.81.8
3.21.2
4.86.41.8
(1)實(shí)驗(yàn)步驟①中,由二力平衡知識(shí)可知,金屬盒所受的滑動(dòng)摩擦力為1.8N..
(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:可以不必做勻速直線運(yùn)動(dòng).(寫出一條即可)
(3)實(shí)驗(yàn)中,臺(tái)式測(cè)力計(jì)示數(shù)顯示的是壓力的大小
(4)請(qǐng)你補(bǔ)齊上表中空格處的數(shù)據(jù),其值為4.8N.
(5)實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)往金屬盒注入適量的沙子來(lái)改變金屬盒總重力的.
(6)分析表格中的數(shù)據(jù),可知:滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力有關(guān),與重力無(wú)關(guān).

分析 (1)利用二力平衡可知,摩擦力等于彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小;
(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)臺(tái)式測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于金屬盒對(duì)白紙的壓力;
(4)分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以求出重力.
(5)通過(guò)向金屬盒內(nèi)添加沙子,改變總重力;
(6)應(yīng)用控制變量法分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)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)的拉力大小,由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,摩擦力f=F2=1.8N;
(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)一方面不必要控制白紙做勻速直線運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)操作方便,另一方面,彈簧測(cè)力計(jì)是靜止的,便于讀數(shù).
(3)實(shí)驗(yàn)中,臺(tái)式測(cè)力計(jì)示數(shù)顯示的是壓力的大。
(4)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;
(5)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;
(6)由表中①②實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,接觸面的粗糙程度相同俄日物體間的壓力不同,物體受到的摩擦力不同,由此可知:摩擦力與壓力有關(guān).
由表中①③所示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,在誤差允許范圍內(nèi),接觸面粗糙程度相同、物體間壓力相同而物體重力不同,物體受到的摩擦力相同,由此可知,摩擦力大小與物體的重力無(wú)關(guān).
故答案為:(1)二力平衡;1.8N;(2)可以不必做勻速直線運(yùn)動(dòng);(3)壓;(4)4.8;(5)往金屬盒注入適量的沙子;(6)壓力;重力.

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).

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