Question

（2013?大港區二模）在學校拔河比賽中大家都盡量穿新運動鞋，小明猜想：鞋與地面摩擦力的大小可能跟鞋底花紋的深度有關．于是他找來了兩只鞋底花紋相同但磨損程度不同的新舊兩只鞋進行探究．
　實驗步驟如下：
①小明按照如圖所示的方法，將新鞋子放在水平桌面上，用彈簧測力計沿水平方向拉著鞋子在桌面上做勻速直線運動，讀出彈簧測力計的示數．
②將新鞋子換成舊鞋子按步驟①的方法操作，讀出彈簧測力計的示數．
③將上述步驟又重復兩次，分析獲得的數據得出結論．
　請完成以下問題：
（1）同學們認為小明的做法不合理，請你指出不合理之處：
（2）利用小明的現有器材重新設計一個合理的實驗方案．

Answer 1

分析：（1）花紋的深度不同表示接觸面的粗糙程度不同，探究滑動摩擦力大小跟花紋深度的關系，控制壓力大小不變．
（2）探究滑動摩擦力的大小與鞋底花紋深度的關系，應控制壓力大小不變，可以把兩只鞋相互疊加保證鞋與地面間的壓力相同．

解答：答：（1）探究摩擦力大小與鞋底花紋深度的關系，應控制鞋與水平桌面的壓力相同而花紋的深度不同，新舊鞋子的重力不同，實驗過程中小明沒有控制鞋與水平桌面間的壓力相同，因此小明的做法不合理．
（2）合理的實驗方案：
①把舊鞋子放在新鞋子上面，然后把新鞋子放在水平桌面上，用彈簧測力計沿水平方向拉著鞋子在桌面上做勻速直線運動，讀出彈簧測力計的示數．
②把新鞋子放在舊鞋子上面，然后把舊鞋子放在水平桌面上，用彈簧測力計沿水平方向拉著鞋子在桌面上做勻速直線運動，讀出彈簧測力計的示數．
③將上述步驟又重復兩次，分析獲得的數據得出結論．

點評：探究花紋深度對摩擦力的影響，實際上是指接觸面的粗糙程度不同；一個物理量受多個因素的影響時，探究物理量和其中一個因素的關系時，一定要控制其它因素不變．