Question

6．在學(xué)習(xí)了滑動(dòng)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(cè)力計(jì)和細(xì)線．

（1）為了能準(zhǔn)確地測(cè)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)，這樣做的目的是運(yùn)動(dòng)鞋所受滑動(dòng)摩擦力等于彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大�。�
（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(cè)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(cè)力計(jì)和鞋保持靜止，拉動(dòng)鞋下的橡膠墊進(jìn)行測(cè)量（如圖乙所示）．這樣改進(jìn)的好處是彈簧測(cè)力計(jì)穩(wěn)定，便于讀出力的大小，且彈簧測(cè)力計(jì)處在靜止?fàn)顟B(tài)，方便讀數(shù)．
（4）小華測(cè)出他的鞋滑動(dòng)摩擦力比小明的大，但她的鞋卻不一定是“防滑冠軍”，這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中沒有控制鞋子的質(zhì)量相同．
（5）圖甲中物體運(yùn)動(dòng)的速度大小為v₁，圖乙中木板運(yùn)動(dòng)的速度大小為v₂．實(shí)驗(yàn)過程中，關(guān)于v₁和v₂的大小，下列說法正確的是D（選填字母代號(hào)）．
A．v₁一定大于v₂      B．v₁一定小于v₂
C．v₁一定等于v₂      D．v₁可能大于、等于或小于v₂
（6）摩擦知識(shí)在生活中的應(yīng)用非常廣泛，并不斷地進(jìn)行改進(jìn)．火柴的擦燃就是一例，如圖丙所示．火柴盒側(cè)面已由以前的圖（a）替換成圖（b）的式樣，這樣設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)意義是增大摩擦．

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(cè)力計(jì)的拉力與摩擦力相等；
（2）根據(jù)彈簧測(cè)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）在拉動(dòng)運(yùn)動(dòng)鞋時(shí)，很難讓鞋子保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致了彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定；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(cè)力計(jì)的示數(shù)等于摩擦力的大小；
（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；
（5）滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)；
（6）滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)，壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，摩擦力越大．

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)鞋受平衡力，所受滑動(dòng)摩擦力等于彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小；
（2）圖甲中，彈簧測(cè)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）拉著彈簧測(cè)力計(jì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)是比較難做到的，我們可以讓運(yùn)動(dòng)鞋不動(dòng)而拉動(dòng)橡膠墊，這樣做的好處是：能做到測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；
（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；
（5）滑動(dòng)摩擦力大小與物體運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)，所以甲乙兩圖中速度之間的關(guān)系是：v₁可以大于、等于或小于v₂；
（6）火柴盒側(cè)面已由以前的圖2（a）替換成圖2（b）的式樣，不難看出接觸面的粗糙程度加大，所以在壓力相同時(shí)，滑動(dòng)摩擦力變大．
故答案為：
（1）勻速直線；運(yùn)動(dòng)鞋所受滑動(dòng)摩擦力等于彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大��；
（2）2.8；不變；
（3）彈簧測(cè)力計(jì)穩(wěn)定，便于讀出力的大小；靜止；
（4）實(shí)驗(yàn)中沒有控制鞋子的質(zhì)量相同；
（5）D；
（6）增大摩擦．

點(diǎn)評(píng) 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．