Question

学校决定学生改穿晨运运动鞋，原因是简易回力运动鞋穿不了多久就容易打滑．小明猜想鞋与地面间的摩擦力的大小除与压力有关外，可能跟鞋底花纹的深度有关．于是他找来两只同尺码的回力运动鞋进行实验探究（其中一只是新鞋，鞋底花纹没有磨损，另一只是旧鞋，鞋底花纹磨损较大）．
他首先用弹簧测力计测出两只鞋子的重力并记入表格中；然后按照图所示分别拉动两只鞋子在同一水平面上做匀速直线运动，并读出弹簧测力计的示数，填入表格中，他根据这组试验数据得出结论为：鞋底花纹越深，与地面摩擦力越大．

种类 项目	新鞋	旧鞋
重力/N	5.7	5.4
拉力/N	2.3	1.7

（1）小布同学经过分析说小明同学这样得到结论不可靠，为什么？
______．
（2）在不增加任何器材的条件下，帮小布设计一个合理的实验，写出实验步骤．
（3）摩擦力应用相当广泛，请举出日常生活中增大有益摩擦和减小有害摩擦各一例：
增大有益摩擦：______；
减小有害摩擦：______．

Answer 1

解：（1）从表中数据可知，新、旧两鞋的重力不同，放在水平面上时对水平面的压力不同，不能探究鞋与地面间摩擦力的大小与鞋底花纹深度的关系．
（2）新、旧两鞋的重力不同，放在水平面上时对水平面的压力不同．在不增加任何器材的条件下，控制两鞋对水平面的压力相同时，可将两鞋摞起来，对水平面的压力等于两鞋的重力和．一次新鞋在下，一次旧鞋在下．
（3）有益的摩擦需要增大，增大有益摩擦的事例：
①汽车轮胎表面有花纹，增大接触面的粗糙程度增大摩擦．
②自行车刹车时，用力捏闸，增大压力来增大摩擦力．
有害的摩擦需要减小，减小摩擦的事例：
①使用轴承是用滚动代替滑动来减小摩擦．
②轴承上加润滑油，减小接触面的粗糙程度．
③磁悬浮列车使接触面脱离来减小摩擦．
故答案为：（1）新鞋与旧鞋对地面的压力不同；
（2）①将旧鞋放在新鞋上，用弹簧测力计拉动鞋子，使两只鞋子在水平面上做匀速直线运动，并读出弹簧测力计的示数，填入表格中．
②将新鞋放在旧鞋上，用弹簧测力计拉动鞋子，使两只鞋子在水平面上做匀速直线运动，并读出弹簧测力计的示数，填入表格中．
③根据试验记录数据得出结论．
（3）增大有益摩擦：汽车轮胎表面有花纹，汽车刹车时更容易．
减小有害摩擦：使用轴承是用滚动代替滑动来减小摩擦．
分析：（1）摩擦力大小的影响因素：压力大小和接触面的粗糙程度．
要验证鞋与地面间的摩擦力的大小可能跟鞋底花纹的深度有关，应该控制压力不变，改变鞋底花纹的深度观察弹簧测力计的示数；
（2）在不增加任何器材的条件下，控制压力相同．
（3）增大摩擦的方法：增大压力，增大接触面的粗糙程度．
减小摩擦的方法：减小压力，减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动．
点评：本题考查重点是探究影响摩擦力大小的因素，实验中采用了控制变量法的思想．掌握摩擦力大小的影响因素，掌握增大和减小摩擦的方法．