Question

12．拔河時大家盡量穿新運(yùn)動鞋，小明猜想鞋與地面間的摩擦力的大小可能跟鞋底花紋的深度有關(guān)，于是他找來兩只同品牌同規(guī)格的運(yùn)動鞋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究（其中一只是新鞋，鞋底花紋沒有磨損，另一只是舊鞋，鞋底花紋磨損較大）．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
（1）小明測出新鞋重力如表一所示，按照如圖所示用彈簧測力計沿水平方向拉著鞋子在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動，讀出了彈簧測力計的示數(shù)填入表一中．
表一

序號	種類	重力/N	拉力/N
1	新鞋	5.7	2.3
2	舊鞋	5.4	1.7

表二

序號	種類	重力/N	拉力/N
3	舊鞋插在新鞋中	11.1	4.5
4	新鞋插在舊鞋中	11.1	4.5

（2）將新鞋子換成舊鞋子在同一個桌面上重新實(shí)驗(yàn)，測出了重力和拉力填在表一中．由此得出結(jié)論：鞋底花紋越深，與地面摩擦力越大，小紅認(rèn)為他的做法不妥，不妥之處是沒有控制對接觸面的壓力大小相同．
（3）為了得出正確的結(jié)論，小明采納了小紅的意見，將兩種鞋子插在對方中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出的數(shù)據(jù)如表二：對比序號3和4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，摩擦力的大小與鞋底花紋的深度有關(guān)．對比序號1和3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）彈簧測力計水平拉動鞋子時，彈簧測力計顯示拉力大小，要使滑動摩擦力等于拉力大小，鞋子保持勻速直線運(yùn)動，通過二力平衡可得出摩擦力大小．
（2）花紋的深度不同表示接觸面的粗糙程度不同，探究滑動摩擦力大小跟花紋深度的關(guān)系，控制壓力大小不變．
（3）探究滑動摩擦力的大小與鞋底花紋深度的關(guān)系，控制壓力大小不變；探究滑動摩擦力大小跟壓力大小關(guān)系，控制花紋深度不變

解答 解：（1）鞋子在水平面上進(jìn)行勻速直線運(yùn)動，鞋子在水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力是一對平衡力，大小相等．
（2）探究滑動摩擦力大小跟花紋深度的關(guān)系，控制壓力大小不變，新鞋和舊鞋的壓力不同，所以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論不準(zhǔn)確，所以，實(shí)驗(yàn)中沒有控制壓力大小不變．
（3）探究摩擦力的大小與鞋底花紋的深度有的關(guān)系時，應(yīng)控制物體對接觸面的壓力大小相同，只改變花紋深度，所以，實(shí)驗(yàn)3和4探究摩擦力的大小與鞋底花紋的深度有關(guān)．
對比序號1和3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，接觸面的粗糙程度相同，而對接觸面的壓力不同，所以比較表中數(shù)據(jù)可知，摩擦力的大小與壓力大小有關(guān)．
故答案為：（1）勻速直線；
（2）沒有控制對接觸面的壓力大小相同；
（3）3，4；壓力．

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)中花紋的深度不同，實(shí)際上是指接觸面的粗糙程度不同；一個物理量受多個因素的影響時，探究物理量和其中一個因素的關(guān)系時，一定要控制其它因素不變．