Question

9．小王同学在学习摩擦力时，通过观察，提出了猜想：摩擦力大小与接触面间压力有关．他利用图装置进行了探究，实验步骤及数据记录如下：
A．把金属盒放在质量不计的白纸上，在匀速拉动白纸的过程中读出测力计的示数
B．将氢气球系在金属盒上，重复步骤A的实验
C．往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计的示数为 4.0N，重复步骤B的实验
D．再往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计的示数为5.0N，重复步骤C的实验

序号	台式测力计示数F/N	弹簧测力计示数f/N
A	4.0	2.0
B	3.0	1.5
C	4.0	2.0
D	5.0	2.5

（1）实验是根据二力平衡原理测出摩擦力大小的．
（2）实验步骤B使用氢气球是为了改变压力大小．
（3）根据实验步骤A、B的数据说明金属盒受到的摩擦力大小与压力有关．
（4）根据表中数据分析推理，得出滑动摩擦力与接触面间压力成正比．
（5）这种方式与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比，优点是ACD
A．不需要匀速拉动                  B．需要匀速拉动
C．测力计示数稳定                  D．实验更容易操作．

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．同时还可以根据实验的设计过程分析其优点．

解答 解：
（1）在实验中拉动白纸运动时，金属盒始终处于静止状态，根据二力平衡条件，金属盒受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，所以拉力与摩擦力的大小相等；
（2）实验步骤B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；故使用氢气球是为了改变压力大小；
（3）根据实验步骤A、B的数据说明金属盒受到的摩擦力大小与压力有关．
（4）根据表中数据分析可以看出，当接触面的压力越大时，滑动摩擦力越大，故经过推理可得出滑动摩擦力与接触面间压力成正比；
（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ACD都是这一设计的优点．
故答案为：（1）二力平衡；（2）压力；（3）压；（4）正；（5）ACD．

点评 此题是探究摩擦力大小与接触面间压力有关的实验，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．