Question

18．“摩擦力大小是與壓力有關(guān)，還是與重力有關(guān)？”，某小組利用如圖裝置進行了探究．實驗步驟和數(shù)據(jù)記錄如表

實驗步驟	臺式測力計示數(shù)F/N	金屬盒重力G/N	彈簧測力計示數(shù)f/N
①把金屬盒放在質(zhì)量不計的白紙上，在拉動白紙的過程中讀出測力計的示數(shù)	4.8	4.8	1.9
②將質(zhì)量不計的氫氣球系在金屬盒上，重復(fù)步驟①的實驗	3.2	4.8	1.2
③往金屬盒注入適量的沙子，使臺式測力計的示數(shù)為4.8N，重復(fù)步驟②的實驗	4.8	6.4	1.9

（1）此實驗是根據(jù)二力平衡原理測出摩擦力大小的．
（2）實驗步驟②使用氫氣球是為了改變壓力大�。ㄌ睢皦毫Α被颉爸亓Α保�．
（3）根據(jù)實驗步驟②、③的數(shù)據(jù)不能（填“能”或“不能”）說明摩擦力大小與壓力有關(guān)；比較實驗步驟①③可說明摩擦力大小與重力無關(guān)．
（4）與直接用彈簧測力計拉動金屬盒測量摩擦力相比，拉動白紙進行實驗有許多優(yōu)點，以下D不是其優(yōu)點．
A．不需要勻速拉動    B．測力計示數(shù)穩(wěn)定    C．實驗更容易操作    D．實驗原理更合理．

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小；
（2）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��；
（3）探究摩擦力與重力、壓力的關(guān)系時，要注意控制變量法的應(yīng)用；
（4）拉動白紙可使實驗變得更易操作，讀數(shù)也更準(zhǔn)確，但無論是拉白紙，還是拉測力計，其原理都是利用了二力平衡條件．

解答 解：
（1）在實驗中拉動白紙運動時，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）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；
（3）實驗步驟②、③的數(shù)據(jù)，物體的重力和壓力都不相同，沒有控制重力不變，所以不能說明摩擦力大小與壓力有關(guān)；
根據(jù)實驗步驟①、③的數(shù)據(jù)可知，物體的重力不同，而壓力不同，摩擦力相同，說明摩擦力大小與物體的重力無關(guān)；
（4）由于摩擦力大小與物體運動速度無關(guān)，所以在實驗中，若拉動白紙時，操作比較方便，可以不做勻速直線運動，而金屬盒始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，拉力與摩擦力平衡，測力計示數(shù)會很穩(wěn)定便于讀數(shù)，但無論是抽動白紙還是拉動金屬盒做勻速直線運動，都是根據(jù)二力平衡條件來測量摩擦力的．
故答案為：（1）二力平衡；（2）壓力；（3）不能；①③；（4）D．

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，要掌握這種測量摩擦力的方法．