Question

6．某小组探究“滑动摩擦力大小与压力、重力二个因素是否有关”，设计了如图装置，在水平放置的台式测力计上放质量不计的白纸，再在白纸上压金属盒，右边连弹簧测力计，弹簧测力计右端固定，左边用手拉白纸．
（1）为了测出滑动摩擦力的大小，弹簧测力计读数时有什么要求？D．
A．白纸、金属盒都必须匀速运动
B．白纸、金属盒都必须停止运动
C．金属盒相对地面静止，白纸必须匀速运动
D．金属盒相对地面静止，白纸运动可以不匀速
探究小组进行了3次实验，记录如下：请根据探究记录回答：

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	5	5	2
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	5	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5N，在拉动白纸的过程中读出测力计的示数	3	7	2

（2）金属盒受到的重力与台秤对金属盒的支持力是（填“是”或“不是”）一对平衡力．
（3）要得出摩擦力大小与重力是否有关的结论，应对比步骤①③．
（4）写出本探究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）根据金属盒处于平衡状态，可知竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力；
（3）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；
（4）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）是；（3）①③；（4）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．