Question

19．在學習了滑動摩擦力知識后，小明和小華想用所學的知識進一步探究運動鞋的鞋底防滑效果，他們各自帶來了洗干凈的運動鞋，又準備了一張練習立定跳遠用的橡膠墊，一個彈簧測力計和細線．
（1）為了能準確地測量滑動摩擦力的大小，小明認為應該讓運動鞋沿水平方向做勻速直線運動，這樣做的目的是使摩擦力與拉力相等．
（2）小明將自己的運動鞋放在水平桌面的橡膠墊上，按正確的方法拉動，讀出了彈簧測力計的示數(shù)如圖甲所示為2.8N；若實際拉動的過程中沒有做到勻速直線運動，則鞋子受到的摩擦力是不變（填“變化”或“不變”）的．
（3）小華經過思考改進了小明的實驗，讓彈簧測力計和鞋保持靜止，拉動鞋下的橡膠墊進行測量（如圖乙所示），這樣做的好處是測力計示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)．
（4）小華測出他的鞋滑動摩擦力比小明的大，但他的鞋卻不一定是“防滑冠軍”，這是因為不同的鞋子的質量不同，對水平面的壓力不同．

Answer 1

分析 （1）為了測出摩擦力的大小，采用了轉換法，當物體做勻速直線運動時，受平衡力，彈簧測力計的拉力與摩擦力相等；
（2）根據彈簧測力計的分度值讀出圖甲中的示數(shù)，滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關，與運動的速度無關；
（3）在拉動運動鞋時，很難讓鞋子保持勻速直線運動狀態(tài)，會導致了彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定；當拉動橡膠墊的過程中，鞋子保持靜止狀態(tài)，根據二力平衡的條件知彈簧測力計的示數(shù)等于摩擦力的大��；
（4）滑動摩擦力的大小跟作用在物體表面的壓力有關，接觸面的粗糙程度一定時，表面受到的壓力越大，摩擦力就越大．

解答 解：（1）實驗過程中為了測得摩擦力的大小采用了轉換法，即：沿水平方向拉動運動鞋做勻速直線運動，此時運動鞋受平衡力，所受滑動摩擦力等于彈簧測力計拉力的大��；
（2）圖甲中，彈簧測力計的分度值為0.1N，示數(shù)為2.8N；
滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關，與運動的速度無關，所以實際拉動的過程中沒有做到勻速運動時，鞋子受到的摩擦力不變；
（3）拉著彈簧測力計做勻速直線運動是比較難做到的，我們可以讓運動鞋不動而拉動橡膠墊，這樣做的好處是：能做到測力計示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；
（4）摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關，不同的鞋子的質量不同，對水平面的壓力不同，因此在研究鞋子防滑性能時，應該控制鞋子的質量相同．
故答案為：（1）勻速直線；使摩擦力與拉力相等；（2）2.8；不變；（3）測力計示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；（4）不同的鞋子的質量不同，對水平面的壓力不同．

點評 在本實驗中，會有多個因素同時影響著摩擦力的大小，因此，從控制變量法的要求出發(fā)，應盡可能多的考慮到各種因素，并保持這些因素不變，從而使所要探究的結果更有說服力．