Question

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

實驗序號	臺式測力計示數(shù)F1/N	金屬盒總重力G/N	彈簧測力計示數(shù)F2/N
①	4.8	4.8	1.8
②	3.2	4.8	1.2
③	4.8	6.4	1.89

（1）此實驗是根據(jù)二力平衡原理測出滑動摩擦力大小的．
（2）請你補(bǔ)齊上表中空格中的數(shù)據(jù)，其值為4.8N．
（3）實驗②中將質(zhì)量不計的氫氣球系在金屬盒上的目的是改變金屬盒對白紙的壓力．
（4）比較①②兩次實驗的數(shù)據(jù)可以知到滑動摩擦力的大小與壓力有關(guān)．
（5）實驗中還可以得到的結(jié)論是在接觸面粗糙程度相同時，摩擦力大小與物體的重力無關(guān)．

Answer 1

分析 （1）在探究摩擦力與哪些因素有關(guān)的實驗中，利用二力平衡條件來測量摩擦力的大�。�
（2）第二次實驗中，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）氫氣球會對金屬盒產(chǎn)生向上的拉力，從而改變金屬盒對臺式測力計的壓力，但不能改變重力的大�。�
（4）探究摩擦力與壓力的關(guān)系，應(yīng)控制接觸面粗糙程度相同而壓力不同，分析表中實驗數(shù)據(jù)，然后得出結(jié)論；
（5）分析表中實驗數(shù)據(jù)，然后得出結(jié)論．

解答 解：（1）在實驗中拉動白紙運(yùn)動時，金屬盒始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)二力平衡條件，金屬盒受到的摩擦力與拉力是一對平衡力，所以拉力與摩擦力的大小相等；
（2）第二次實驗中，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次實驗，金屬盒的總重力仍為4.8N；
（3）實驗步驟②使用氫氣球，由于氫氣球向上拉金屬盒，所以金屬盒對白紙的壓力變小，但其本身的重力不變；
（4）由表中①②實驗數(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)．
（5）由表中①③所示實驗數(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關(guān)．
故答案為：（1）二力平衡；（2）4.8；（3）改變金屬盒對白紙的壓力；（4）①②；（5）在接觸面粗糙程度相同時，摩擦力大小與物體的重力無關(guān)．

點評 此題是探究“摩擦力大小是與壓力有關(guān)，還是與重力有關(guān)”的實驗，考查了測量摩擦力的原理及控制變量法在此實驗中的應(yīng)用，學(xué)生要掌握這種測量摩擦力的方法．