Question

8．在學(xué)習(xí)了摩擦力知識(shí)后，小明和小華想用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)一步探究運(yùn)動(dòng)鞋的鞋底防滑效果，他們各自帶來了洗干凈的運(yùn)動(dòng)鞋，又準(zhǔn)備了一張練習(xí)立定跳遠(yuǎn)用的橡膠墊，一個(gè)彈簧測力計(jì)和細(xì)線．

（1）為了能準(zhǔn)確地測量滑動(dòng)摩擦力的大小，小明認(rèn)為應(yīng)該讓運(yùn)動(dòng)鞋沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡原理，使拉力大小等于摩擦力，這里用到的實(shí)驗(yàn)方法是轉(zhuǎn)換法．
（2）小明將自己的運(yùn)動(dòng)鞋放在水平桌面的橡膠墊上，按正確的方法拉動(dòng)，讀出了彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖甲所示為2.8N；若實(shí)際拉動(dòng)的過程中沒有做到勻速直線運(yùn)動(dòng)，則鞋子受到的摩擦力是不變（選填“變化”或“不變”）的．
（3）小華經(jīng)過思考改進(jìn)了小明的實(shí)驗(yàn)，讓彈簧測力計(jì)和鞋保持靜止，拉出鞋下的橡膠墊進(jìn)行測量（如圖乙所示），此時(shí)鞋底受到滑動(dòng)（選填“靜”、“滑動(dòng)”）摩擦力．第一次勻速拉動(dòng)橡膠墊，彈簧測力計(jì)示數(shù)為F₁，第二次加速拉出橡膠墊，示數(shù)為F₂，則F₁等于F₂（選填：“大于”、“等于”或“小于”）．
（4）小華測出他的鞋滑動(dòng)摩擦力比小明的大，但他的鞋卻不一定是“防滑冠軍”，這是因?yàn)闆]有控制壓力一定．

Answer 1

分析 （1）為了獲取摩擦力的大小，采用了轉(zhuǎn)換法，當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受平衡力，彈簧測力計(jì)的拉力與摩擦力相等；
（2）根據(jù)彈簧測力計(jì)的分度值讀出圖甲中的示數(shù)，滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)；
（3）加速拉出橡膠墊時(shí)，鞋相對(duì)鞋墊間是運(yùn)動(dòng)的；
當(dāng)拉動(dòng)橡膠墊的過程中，鞋子保持靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)二力平衡的條件知彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于摩擦力的大小，從而得到兩次拉力的關(guān)系；
（4）滑動(dòng)摩擦力的大小跟作用在物體表面的壓力有關(guān)，接觸面的粗糙程度一定時(shí)，表面受到的壓力越大，摩擦力就越大．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)過程中為了得到摩擦力的大小采用了轉(zhuǎn)換法，即：沿水平方向拉動(dòng)運(yùn)動(dòng)鞋做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)運(yùn)動(dòng)鞋水平方向受到兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，所受滑動(dòng)摩擦力等于彈簧測力計(jì)拉力的大�。�
（2）圖甲中，彈簧測力計(jì)的分度值為0.1N，示數(shù)為2.8N；
滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)，則實(shí)際拉動(dòng)的過程中沒有做到勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，鞋子受到的摩擦力不變；
（3）彈簧測力計(jì)和鞋保持靜止，拉出鞋下的橡膠墊進(jìn)行測量，但鞋相對(duì)鞋墊間仍是運(yùn)動(dòng)的，所以此時(shí)鞋底受到是滑動(dòng)摩擦力；
第一次勻速拉動(dòng)時(shí)，拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力，所以F₁=f；
第二次加速拉出橡膠墊，但鞋保持靜止不動(dòng)，所以拉力F₂與摩擦力仍是一對(duì)平衡力，因?yàn)榧铀倮瓌?dòng)F₂=f．所以可得：F₁=F₂．
（4）摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，不同的鞋子的質(zhì)量不同，對(duì)水平面的壓力不同，因此在研究鞋子防滑性能時(shí)，應(yīng)該控制鞋子的質(zhì)量相同．
故答案為：（1）勻速直線；二力平衡；轉(zhuǎn)換；（2）2.8；不變；（3）滑動(dòng)田；等于；（4）沒有控制壓力一定．

點(diǎn)評(píng) 本題是測摩擦力大小的實(shí)驗(yàn)，考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、原理等．在本實(shí)驗(yàn)中，會(huì)有多個(gè)因素同時(shí)影響著摩擦力的大小，因此，從控制變量法的要求出發(fā)，應(yīng)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(jié)果更有說服力．