题目内容

6．在学习了滑动摩擦力知识后，小明和小华想用所学的知识进一步探究运动鞋的鞋底防滑效果，他们各自带来了洗干净的运动鞋，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）为了能准确地测量滑动摩擦力的大小，小明认为应该让运动鞋沿水平方向做匀速直线运动，这样做的目的是运动鞋所受滑动摩擦力等于弹簧测力计拉力的大小．
（2）小明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，读出了弹簧测力计的示数如图甲所示为2.8N；若实际拉动的过程中没有做到匀速运动，则鞋子受到的摩擦力是不变（选填“变化”或“不变”）的．
（3）小华经过思考改进了小明的实验，让弹簧测力计和鞋保持静止，拉动鞋下的橡胶垫进行测量（如图乙所示）．这样改进的好处是弹簧测力计稳定，便于读出力的大小，且弹簧测力计处在静止状态，方便读数．
（4）小华测出他的鞋滑动摩擦力比小明的大，但她的鞋却不一定是“防滑冠军”，这是因为实验中没有控制鞋子的质量相同．
（5）图甲中物体运动的速度大小为v1，图乙中木板运动的速度大小为v2．实验过程中，关于v1和v2的大小，下列说法正确的是D（选填字母代号）．
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）摩擦知识在生活中的应用非常广泛，并不断地进行改进．火柴的擦燃就是一例，如图丙所示．火柴盒侧面已由以前的图（a）替换成图（b）的式样，这样设计的现实意义是增大摩擦．

分析 （1）为了获取摩擦力的大小，采用了转换法，当物体做匀速直线运动时，受平衡力，弹簧测力计的拉力与摩擦力相等；
（2）根据弹簧测力计的分度值读出图甲中的示数，滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与运动的速度无关；
（3）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，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；
（4）滑动摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关，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；
（5）滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关；
（6）滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大．

解答 解：（1）实验过程中为了得到摩擦力的大小采用了转换法，即：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）图甲中，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为2.8N；
滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与运动的速度无关，
则实际拉动的过程中没有做到匀速运动时，鞋子受到的摩擦力不变；
（3）拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较难做到的，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；
（4）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；
（5）滑动摩擦力大小与物体运动速度无关，所以甲乙两图中速度之间的关系是：v1可以大于、等于或小于v2；
（6）火柴盒侧面已由以前的图2（a）替换成图2（b）的式样，不难看出接触面的粗糙程度加大，所以在压力相同时，滑动摩擦力变大．
故答案为：
（1）匀速直线；运动鞋所受滑动摩擦力等于弹簧测力计拉力的大小；
（2）2.8；不变；
（3）弹簧测力计稳定，便于读出力的大小；静止；
（4）实验中没有控制鞋子的质量相同；
（5）D；
（6）增大摩擦．

点评 在本实验中，会有多个因素同时影响着摩擦力的大小，因此，从控制变量法的要求出发，应尽可能多的考虑到各种因素，并保持这些因素不变，从而使所要探究的结果更有说服力．

练习册系列答案
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19．一个做直线运动的物体，第1s内通过2m，第2s内通过2m，则这个物体（　　）
A．一定做匀速直线运动B．一定不做匀速直线运动
C．可能做匀速直线运动D．一定做变速运动
20．如图所示的实验，缓慢改变木板的倾角α，观察悬线OA在竖直方向，剪断悬线OA，小球下落的方向是竖直方向，通过该实验，你得到的结论是重力的方向是竖直向下的．
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B．机械能转化为内能；熔化和汽化都吸热
C．内能转化为机械能；熔化吸热，汽化放热
D．内能转化为机械能；熔化放热，汽化吸热
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（2）仅增大液面气体压强：则温度与时间的关系图线对应b（选填图中a、b、c或d）
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