Question

6．在學過摩擦力知識后，小明想探究：摩擦力大小是否與壓力、重力都有關系？他利用如圖所示的裝置進行探究實驗．
實驗步驟如下：
①把金屬盒放在質量不計的白紙上，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）請你補齊上表中空格中的數(shù)據(jù)，其值為4.8N．
（3）實驗②中將質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．
（5）實驗中還可以得到的結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．

Answer 1

分析 （1）在探究摩擦力與哪些因素有關的實驗中，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系；
（3）氫氣球會對金屬盒產生向上的拉力，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系，應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)，然后得出結論；
（5）分析表中實驗數(shù)據(jù)，然后得出結論．

解答 解：（1）在實驗中拉動白紙運動時，金屬盒始終處于靜止狀態(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．
（5）由表中①③所示實驗數(shù)據(jù)可知，在誤差允許范圍內，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．
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．

點評 此題是探究“摩擦力大小是與壓力有關，還是與重力有關”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用，學生要掌握這種測量摩擦力的方法．