Question

11．某兴趣小组探究滑动摩擦力大小与压力、重力是否有关，设计的实验装置如图所示．将质量不计的白纸放在水平放置的台式测力计上，再在白纸上放金属盒，金属盒连接固定在墙上的弹簧测力计．兴趣小组进行了3次实验，实验步骤和数据记录如表所示．请回答下列问题：

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	接着，将质量不计的氢气球系在金属盒上，在拉动白纸的过程中读出测力计的示数	3.2	4.8	1.2
③	接着，往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计的示数为4.8N，在拉动白纸的过程中读出测力计的示数	4.8	6.4	1.9

（1）下列情况中，能最方便的通过对弹簧测力计读数测出滑动摩擦力大小的是D
A．白纸、金属盒都必须匀速运动     
B．白纸必须匀速运动，要等金属盒停止运动 
C．白纸、金属盒都必须停止运动     
D．白纸运动可以不匀速，要等金属盒停止运动 
（2）要判断重力的大小是否直接决定摩擦力的大小，应对比步骤①③．
（3）通过本次实验探究，可得出的结论：摩擦力大小与重力大小无关．

Answer 1

分析 在探究摩擦力与哪些因素有关的实验中，利用二力平衡条件来测量摩擦力的大小；
此题探究摩擦力与重力、压力的关系，所以在探究过程中，要注意控制变量法的应用．

解答 解：（1）金属盒在水平方向受到弹簧测力计的拉力与摩擦力的作用，金属盒处于平衡状态时，拉力与摩擦力是一对平衡力，由平衡条件可知，摩擦力等于测力计的示数；实验时必须保持金属盒处于平衡状态，即金属盒静止或做匀速直线运动，白纸既可以做匀速直线运动，也可以不做匀速直线运动，故ABC错误，D正确，故选D．
（2）要判断重力的大小是否直接决定摩擦力大小，应控制接触面的粗糙程度与物体间压力相同而物体的重力不同，由表中实验数据可知，应选择①③实验步骤进行分析．
（3）由表中实验数据可知，摩擦力大小与重力大小无关．
故答案为：（1）D；（2）①③；（3）摩擦力大小与重力大小无关．

点评 此题是探究“摩擦力大小是与压力有关，还是与重力有关”的实验，考查了测量摩擦力的原理及控制变量法在此实验中的应用，学生要掌握这种测量摩擦力的方法．