Question

（2013?海門市二模）同學(xué)們在探究“滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”時(shí)提出如下猜想：
猜想一：滑動摩擦力大小與壓力大小有關(guān)；
猜想二：滑動摩擦力大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)；
猜想三：滑動摩擦力大小與接觸面積大小有關(guān)；

（1）小明把木塊平放在長木板上（如圖甲），用彈簧測力計(jì)在水平方向上

勻速直線

拉動木塊，由圖甲可知木塊此時(shí)受到的滑動摩擦力為

0.8

N．
（2）小明若在木塊上放一重物（如圖乙），重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，此時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)大于圖甲中的彈簧測力計(jì)示數(shù)，由此得到的結(jié)論是

在接觸面的粗糙程度和接觸面積大小相同時(shí)，壓力越大，滑動摩擦力越大

．
（3）他將木塊沿豎直方向截取一半后，仍平放在長木板上，測得剩余木塊所受的滑動摩擦力變?yōu)樵瓉硪话耄�由此得出：滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小．你認(rèn)為他的探究過程中存在的問題是

未控制壓力相同

．
（4）同學(xué)們通過實(shí)驗(yàn)探究知道滑動摩擦力大小與接觸面的粗糙程度有關(guān)．愛打網(wǎng)球的小明想判斷網(wǎng)球鞋、足球鞋和普通運(yùn)動鞋，哪個防滑效果最好．請您設(shè)計(jì)一個簡單實(shí)驗(yàn)，替小明作出判斷，簡述你的實(shí)驗(yàn)方案．
還需要的器材：

沙子或飲料瓶、水（只要能控制總質(zhì)量相等的材料都對）

簡要做法：

在三種鞋內(nèi)分別放入適量的沙子（或在礦泉水瓶內(nèi)裝入不同質(zhì)量的水），用彈簧測力計(jì)測得它們的總重相等，然后將它們分別放在水平桌面上，用彈簧測力計(jì)沿水平方向勻速直線拉動，讀出彈簧測力計(jì)示數(shù)．

如何判斷：

彈簧測力計(jì)示數(shù)最大者，表明所受摩擦力最大，防滑效果最好

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)二力平衡條件，要測出摩擦力，需拉動木塊做勻速直線運(yùn)動；
在進(jìn)行測力計(jì)的讀數(shù)時(shí)，注意其分度值；
（2）分析甲乙兩圖不變的量和改變的量，得出摩擦力與壓力的大小關(guān)系；
（3）利用控制變量法的觀點(diǎn)進(jìn)行分析，要探究摩擦力與接觸面積的關(guān)系，需保持壓力大小及接觸面的粗糙程度不變；
（4）根據(jù)控制變量法，要探究摩擦力與粗糙程度的關(guān)系，需保持鞋對地面的壓力不變．

解答：解：（1）在實(shí)驗(yàn)中，小明用彈簧測力計(jì)在水平方向上勻速直線拉動木塊，此時(shí)拉力與摩擦力是一對平衡力，大小相等；
由圖甲知，測力計(jì)的分度值為0.1N，所以其示數(shù)為0.8N；
（2）甲乙兩圖，接觸面的粗糙程度和接觸面積相同，乙對木板的壓力大于甲對木板的壓力，彈簧測力計(jì)示數(shù)大于圖甲中的彈簧測力計(jì)示數(shù)，由此得到的結(jié)論是在接觸面的粗糙程度和接觸面積大小相同時(shí)，壓力越大，滑動摩擦力越大；
（3）將木塊沿豎直方向截取一半后，壓力和接觸面積同時(shí)減小為原來的一半，未控制壓力相同，所以無法探究壓力與接觸面積之間的關(guān)系；
（4）小明想判斷網(wǎng)球鞋、足球鞋和普通運(yùn)動鞋，哪個防滑效果最好，則應(yīng)該使鞋子對接觸面的壓力相等，可以用沙子或礦泉水瓶中裝入不同質(zhì)量的水來進(jìn)行控制鞋子的重力，使三種鞋子的總重力相等，并分別拉動鞋子在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動，讀出測力計(jì)的示數(shù)，進(jìn)行比較，測力計(jì)示數(shù)較大的說明防滑效果較好．
故答案為：（1）勻速直線；0.8N；（2）在接觸面的粗糙程度和接觸面積大小相同時(shí)，壓力越大，滑動摩擦力越大；（3）未控制壓力相同；
（4）還需要的器材：沙子或飲料瓶、水（只要能控制總質(zhì)量相等的材料都對）；
簡要做法：在三種鞋內(nèi)分別放入適量的沙子（或在礦泉水瓶內(nèi)裝入不同質(zhì)量的水），用彈簧測力計(jì)測得它們的總重相等，然后將它們分別放在水平桌面上，用彈簧測力計(jì)沿水平方向勻速直線拉動，讀出彈簧測力計(jì)示數(shù)；
如何判斷：彈簧測力計(jì)示數(shù)最大者，表明所受摩擦力最大，防滑效果最好．

點(diǎn)評：此題是探究影響摩擦力大小的因素，考查了控制變量法及二力平衡條件在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，在寫結(jié)論時(shí)，注意控制的變量，并與實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ú孪耄┫嘟Y(jié)合．