拔河时大家尽量穿新运动鞋,小明猜想鞋与地面间的摩擦力的大小可能跟鞋底花纹的深度有关.于是他找来两只同品牌同规格的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).实验步骤如下:
(1)小明测出新鞋重力如表一.按照如图所示用弹簧测力计沿________方向拉着鞋子在水平桌面上做________运动,读出了弹簧测力计的示数填入表中.
| 表一 | |||
| 序号 | 种类 | 重力/N | 拉力/N |
| 1 | 新鞋 | 5.7 | 2.3 |
| 2 | 旧鞋 | 5.4 | 1.7 |
(3)为了得出正确的结论,小明采纳了小红的意见,将两种鞋子插在对方中进行实验,得出的数据如表二:
| 表二 | |||
| 序号 | 种类 | 重力/N | 拉力/N |
| 3 | 旧鞋插在新鞋中 | 11.1 | 4.5 |
| 4 | 新鞋插在旧鞋中 | 11.1 | 3.5 |
对比序号________和________的实验数据可知,摩擦力的大小与压力大小有关.
试题答案
解:(1)鞋子在水平面上进行匀速直线运动,鞋子在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等.
(2)探究滑动摩擦力大小跟花纹深度的关系,控制压力大小不变,新鞋和旧鞋的压力不同,所以得出的实验结论不准确.所以实验中没有控制压力大小不变.
(3)实验3和4,压力相同,花纹深度越深,滑动摩擦力越大,所以实验3和4探究摩擦力的大小与鞋底花纹的深度有关.
实验1和3或2和4,花纹深度相同,压力越大,滑动摩擦力越大,所以实验1和3或2和4探究滑动摩擦力的大小与压力大小有关.
故答案为:(1)水平;匀速直线;(2)没有控制压力大小不变;(3)3和4;1和3或2和4.
试题解析
(1)弹簧测力计水平拉动鞋子时,弹簧测力计显示拉力大小,要使滑动摩擦力等于拉力大小,鞋子保持匀速直线运动.
(2)花纹的深度不同表示接触面的粗糙程度不同,探究滑动摩擦力大小跟花纹深度的关系,控制压力大小不变.(3)探究滑动摩擦力的大小与鞋底花纹深度的关系,控制压力大小不变.
探究滑动摩擦力大小跟压力大小关系,控制花纹深度不变.
点评:实验中花纹的深度不同,实际上是指接触面的粗糙程度不同.
一个物理量受多个因素的影响时,探究物理量和其中一个因素的关系时,一定要控制其它因素不变.
