Question

【題目】在學習了滑動摩擦力知識后，實驗小組的同學想用所學的知識進一步探究運動鞋的鞋底防滑效果．小涵和小思同學各自帶來了足球鞋和籃球鞋，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）如圖所示是同學們實驗時的場景，為了能準確地測量滑動摩擦力的大小，實驗時應該怎樣操作？ ．這樣做的目的是 ．

（2）小涵將自己的運動鞋放在水平桌面的橡膠墊上，按正確的方法拉動彈簧測力計，但在實驗過程中卻遇到了難題，請你分析他們可能遇到的困難丙提出改進意見．（困難和對應意見各寫一條即可）

（3）小涵測出滑動摩擦力大的一定是“防滑冠軍”嗎？請說明理由．

Answer 1

【答案】（1）把運動鞋放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉動運動鞋做勻速直線運動；使拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等；

（2）難題：很難控制勻速拉動彈簧測力計或測力計在運動中讀數，很難準確讀數；

改進：如圖，保持彈簧測力計沿水平方向拉著運動鞋，拉動運動鞋下面的橡膠墊；

（3）不一定；滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度都有關系．兩運動鞋的質量不同，對接觸面的壓力不同，沒控制壓力相同．

【解析】

試題分析：（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）在拉動運動鞋時，很難讓鞋子保持勻速直線運動狀態，會導致了彈簧測力計的示數不穩定；當拉動橡膠墊的過程中，鞋子保持靜止狀態，根據二力平衡的條件知彈簧測力計的示數等于摩擦力的大小；

（3）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：

（1）實驗過程中為了測得摩擦力的大小采用了轉換法，即，把運動鞋放在水平面上，用彈簧測力計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小；

（2）實驗中，拉著彈簧測力計做勻速直線運動是比較難做到的，彈簧測力計示數不穩定，很難準確讀數；

我們可以讓運動鞋不動而拉動橡膠墊，這樣做的好處是：能做到測力計示數穩定，便于讀數；

（3）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）把運動鞋放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉動運動鞋做勻速直線運動；使拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等；

（2）難題：很難控制勻速拉動彈簧測力計或測力計在運動中讀數，很難準確讀數；

改進：如圖，保持彈簧測力計沿水平方向拉著運動鞋，拉動運動鞋下面的橡膠墊；

（3）不一定；滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度都有關系．兩運動鞋的質量不同，對接觸面的壓力不同，沒控制壓力相同．