Question

【题目】在学习了滑动摩擦力知识后，实验小组的同学想用所学的知识进一步探究运动鞋的鞋底防滑效果．小涵和小思同学各自带来了足球鞋和篮球鞋，又准备了一张练习立定跳远用的橡胶垫，一个弹簧测力计和细线．

（1）如图所示是同学们实验时的场景，为了能准确地测量滑动摩擦力的大小，实验时应该怎样操作？ ． 这样做的目的是 ．
（2）小涵将自己的运动鞋放在水平桌面的橡胶垫上，按正确的方法拉动弹簧测力计，但在实验过程中却遇到了难题，请你分析他们可能遇到的困难丙提出改进意见．（困难和对应意见各写一条即可）
（3）小涵测出滑动摩擦力大的一定是“防滑冠军”吗？请说明理由．

Answer 1

【答案】
（1）把运动鞋放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动运动鞋做匀速直线运动,使拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等
（2）难题：很难控制匀速拉动弹簧测力计或测力计在运动中读数，很难准确读数；

改进：如图，保持弹簧测力计沿水平方向拉着运动鞋，拉动运动鞋下面的橡胶垫

（3）不一定；滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度都有关系．两运动鞋的质量不同，对接触面的压力不同，没控制压力相同．
【解析】解：（1）实验过程中为了测得摩擦力的大小采用了转换法，即，把运动鞋放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动运动鞋做匀速直线运动，此时运动鞋受平衡力，所受滑动摩擦力等于弹簧测力计拉力的大小；
（2）实验中，拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较难做到的，弹簧测力计示数不稳定，很难准确读数；

我们可以让运动鞋不动而拉动橡胶垫，这样做的好处是：能做到测力计示数稳定，便于读数；
（3）摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，不同的鞋子的质量不同，对水平面的压力不同，因此在研究鞋子防滑性能时，应该控制鞋子的质量相同．

故答案为：（1）把运动鞋放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动运动鞋做匀速直线运动；使拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；
（2）难题：很难控制匀速拉动弹簧测力计或测力计在运动中读数，很难准确读数；改进：如图，保持弹簧测力计沿水平方向拉着运动鞋，拉动运动鞋下面的橡胶垫；
（3）不一定；滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度都有关系．两运动鞋的质量不同，对接触面的压力不同，没控制压力相同．

（1）当物体做匀速直线运动时，受平衡力的作用，所以弹簧测力计的拉力与摩擦力相等；
（2）在拉动运动鞋时，很难让鞋子保持匀速直线运动状态，会导致了弹簧测力计的示数不稳定；
当拉动橡胶垫的过程中，鞋子保持静止状态，由此根据二力平衡的条件知弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小；
（3）滑动摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力和接触面的粗糙程度有关.接触面的粗糙程度一定时，表面受到的压力越大，摩擦力就越大．