Question

1．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；拉动白纸过程中，读出弹簧测力计示数．
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；在拉动白纸过程中，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
①	4.8	4.8	1.8
②	3.2		1.2
③	4.8	6.4	1.8

（1）此实验是根据二力平衡原理测出摩擦力大小的．
（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．（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．

Answer 1

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）比较①③两次实验分析得出结论．

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）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）①③．

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．