Question

研究鞋底的防滑性能，例如塑料底鞋、橡胶底鞋、布底鞋等；同样材料做成的鞋底，鞋底花纹还有不同类，新的、旧的也有所不同，哪一种鞋子的防滑性能更好？尝试用不同的方法，测出鞋子与地面的摩擦力，以比较不同鞋底的防滑性能．

Answer 1

分析：（1）比较不同鞋底的防滑性能实际上是比较接触面的粗糙程度．比较接触面粗糙程度，可以通过压力相同时，比较滑动摩擦力大小来比较接触面粗糙程度；也可以采用相同的滑动摩擦力时，比较压力大小来比较接触面粗糙程度．
（2）滑动摩擦力的大小不能直接测量，弹簧测力计拉动鞋子时，弹簧测力计显示拉力大小．只有弹簧测力计拉动鞋子匀速直线运动时，滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，滑动摩擦力大小通过间接测量的方法获得．

解答：答：方法一：①用弹簧测力计称量塑料底鞋、橡胶底鞋、布底鞋的质量，往质量小的鞋子里放一些细沙，使三者的质量相等．
②用弹簧测力计分别钩住塑料底鞋、橡胶底鞋、布底鞋在水平面上匀速直线运动，分别记下滑动摩擦力F₁、F₂、F₃．
③压力相等时，滑动摩擦力越大，接触面越粗糙，防滑性能越好．
方法二：：①用弹簧测力计分别钩住塑料底鞋、橡胶底鞋、布底鞋在水平面上匀速直线运动，往鞋里加不同的细沙，使三种鞋的滑动摩擦力相等．
②用弹簧测力计称量鞋子和细沙的质量，分别记下质量m₁、m₂、m₃．
③滑动摩擦力相等时，质量越小，接触面越粗糙，防滑性能越好．

点评：滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，比较接触面粗糙程度时，可以控制滑动摩擦力不变，比较压力来比较接触面粗糙程度；也可以控制压力不变，比较滑动摩擦力来比较接触面粗糙程度．