Question

19．如图甲是小明和小红一起“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验情景，根据图中A、B、C三次实验可知：
（1）把木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块，根据二力平衡的原理可知，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数．
（2）通过比较图中B和C两次实验，可得出滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关．
（3）在比较A和B两次实验结果后，他们又提出了“摩擦力大小是与压力有关，还是与重力有关”的问题．小明和小华设计了如图乙所示的实验装置进行了探究．实验步骤和数据记录如表：

实验步骤		台式测力计示数F/N	金属盒重力G/N	弹簧测力计示数f/N
①	把金属盒放在质量不计的白纸上，在拉动白纸的过程中读出测力计的示数	4.8	4.8	1.9
②	将质量不计的氢气球系在金属盒上，重复步骤①的实验	3.2	4.8	1.2
③	往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计示数为4.8N，重复步骤②的实验	4.8	6.4	1.9

①实验步骤②使用氢气球是为了改变压力大小（填“压力”或“重力”）．
②根据实验步骤②、③的数据不能（填“能”或“不能”）说明摩擦力大小与什么因素有关．
③根据实验步骤①、②的数据可以说明摩擦力大小与压力因素有关．
④根据实验步骤①、③的数据可以说明摩擦力大小与重力因素无关．
⑤直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比，拉动白纸进行实验有许多优点，以下D不是其优点．
A．不需要匀速拉动        B．测力计示数稳定
C．实验更容易操作        D．实验原理更合理．

Answer 1

分析 （1）根据二力平衡的知识测量摩擦力的大小；
（2）摩擦力的大小和压力、接触面的粗糙程度有关；要研究摩擦力和接触面粗糙程度的关系，必须控制压力不变，改变接触面的粗糙程度；
（3）①氢气球会对金属盒产生向上的拉力，从而改变金属盒对台式测力计的压力，但不能改变重力的大小；
②③④结合表中数据，根据控制变量法的进行分析；
⑤拉动白纸可使实验变得更易操作，读数也更准确，但无论是拉白纸，还是拉测力计，其原理都是利用了二力平衡条件．

解答 解：
（1）实验中需沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，此时木块受力平衡，根据二力平衡条件，测力计的示数等于摩擦力的大小；
（2）B图和C图所示实验，压力大小相等，C图接触面比较粗糙，弹簧测力计示数较大，即滑动摩擦力较大，说明：滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关；
（3）①实验步骤②使用氢气球，由于氢气球向上拉金属盒，所以金属盒对白纸的压力变小，但其本身的重力不变；
②根据实验步骤②、③的数据可知，物体的重力和压力都不相同，没有控制重力不变，所以不能说明摩擦力大小与压力有关；
③根据实验步骤①、②的数据可知，物体的重力相同，而压力不同，摩擦力不同，说明摩擦力大小与压力有关；
④根据实验步骤①、③的数据可知，物体的重力不同，而压力不同，摩擦力相同，说明摩擦力大小与物体的重力无关；
⑤由于摩擦力大小与物体运动速度无关，所以在实验中，若拉动白纸时，操作比较方便，可以不做匀速直线运动，而金属盒始终处于静止状态，拉力与摩擦力平衡，测力计示数会很稳定便于读数，但无论是抽动白纸还是拉动金属盒做匀速直线运动，都是根据二力平衡条件来测量摩擦力的，故D符合题意．
故答案为：（1）二力平衡；弹簧测力计的示数；（2）接触面的粗糙程度；（3）①压力； ②不能；③压力；④无关；⑤D．

点评 此题主要考查的是学生对摩擦力影响因素实验的理解和掌握，注意控制变量法的运用，同时考查了学生对图象和数据的分析处理能力，中考热点题型．