探究实践(2025·金华横店四中期初)小明同学对影响滑动摩擦力大小的因素进行探究。
【实验器材】氢气充气机(氢气球可充气)、压力传感器、拉力传感器、白纸、金属盒、细线若干。
【提出猜想】猜想一:接触面的粗糙程度相同时,重力越大,滑动摩擦力越大;
猜想二:接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
【实验装置】

【操作步骤】
步骤①:金属盒放在质量不计的白纸上(如图1),读出压力传感器的示数;拉动白纸的过程中,读出拉力传感器的示数;
步骤②:将质量不计的氢气球系在金属盒上(如图2),读出压力传感器的示数;拉动白纸的过程中,读出拉力传感器的示数;
步骤③:再往金属盒注入适量的沙子,用氢气充气机继续往氢气球中充气,使压力传感器的示数与步骤①中的示数相等,拉动白纸的过程中,读出拉力传感器的示数。
【实验数据】

(1)实验中
(2)实验中是通过
(3)步骤③中继续往氢气球充气的目的是
(4)整个实验证明猜想
【实验器材】氢气充气机(氢气球可充气)、压力传感器、拉力传感器、白纸、金属盒、细线若干。
【提出猜想】猜想一:接触面的粗糙程度相同时,重力越大,滑动摩擦力越大;
猜想二:接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
【实验装置】
【操作步骤】
步骤①:金属盒放在质量不计的白纸上(如图1),读出压力传感器的示数;拉动白纸的过程中,读出拉力传感器的示数;
步骤②:将质量不计的氢气球系在金属盒上(如图2),读出压力传感器的示数;拉动白纸的过程中,读出拉力传感器的示数;
步骤③:再往金属盒注入适量的沙子,用氢气充气机继续往氢气球中充气,使压力传感器的示数与步骤①中的示数相等,拉动白纸的过程中,读出拉力传感器的示数。
【实验数据】
(1)实验中
不需要
(填“需要”或“不需要”)匀速拉动白纸。(2)实验中是通过
往金属盒内注入沙子
来改变金属盒总重力的。(3)步骤③中继续往氢气球充气的目的是
减小金属盒对白纸的压力
(氢气球对金属盒有向上的拉力,充气越多拉力越大)。(4)整个实验证明猜想
二
正确。答案
(1)不需要
(2)往金属盒内注入沙子
(3)减小金属盒对白纸的压力
(4)二
解析:(1)由于滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与运动速度大小无关,所以实验中不需要匀速拉动白纸。(2)由于金属盒中的沙子越多,金属盒和沙子的总重力越大,所以实验中通过往金属盒内注入沙子来改变金属盒总重力。(3)由于氢气球对金属盒有向上的拉力,金属盒对白纸的压力等于金属盒受到的重力和拉力的差,再往金属盒注入适量的沙子,金属盒的总重力变大,所以继续往氢气球充气,金属盒受到的拉力增大,以此保证金属盒对白纸的压力与步骤①中的压力相等。(4)比较实验1和2可知,当金属盒重力相同时,压力越大,拉力传感器的示数越大,也就是摩擦力越大;比较实验1和3可知,当压力相同时,金属盒的重力增大,但拉力传感器的示数不变,即摩擦力不变,所以可以得到结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大,故猜想二正确。
(2)往金属盒内注入沙子
(3)减小金属盒对白纸的压力
(4)二
解析:(1)由于滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与运动速度大小无关,所以实验中不需要匀速拉动白纸。(2)由于金属盒中的沙子越多,金属盒和沙子的总重力越大,所以实验中通过往金属盒内注入沙子来改变金属盒总重力。(3)由于氢气球对金属盒有向上的拉力,金属盒对白纸的压力等于金属盒受到的重力和拉力的差,再往金属盒注入适量的沙子,金属盒的总重力变大,所以继续往氢气球充气,金属盒受到的拉力增大,以此保证金属盒对白纸的压力与步骤①中的压力相等。(4)比较实验1和2可知,当金属盒重力相同时,压力越大,拉力传感器的示数越大,也就是摩擦力越大;比较实验1和3可知,当压力相同时,金属盒的重力增大,但拉力传感器的示数不变,即摩擦力不变,所以可以得到结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大,故猜想二正确。
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