Question

研究鞋底的防滑性能，例如塑料底鞋、橡膠底鞋、布底鞋等；同樣材料做成的鞋底，鞋底花紋還有不同類，新的、舊的也有所不同，哪一種鞋子的防滑性能更好？嘗試用不同的方法，測出鞋子與地面的摩擦力，以比較不同鞋底的防滑性能．

Answer 1

答：方法一：①用彈簧測力計稱量塑料底鞋、橡膠底鞋、布底鞋的質量，往質量小的鞋子里放一些細沙，使三者的質量相等．
②用彈簧測力計分別鉤住塑料底鞋、橡膠底鞋、布底鞋在水平面上勻速直線運動，分別記下滑動摩擦力F₁、F₂、F₃．
③壓力相等時，滑動摩擦力越大，接觸面越粗糙，防滑性能越好．
方法二：：①用彈簧測力計分別鉤住塑料底鞋、橡膠底鞋、布底鞋在水平面上勻速直線運動，往鞋里加不同的細沙，使三種鞋的滑動摩擦力相等．
②用彈簧測力計稱量鞋子和細沙的質量，分別記下質量m₁、m₂、m₃．
③滑動摩擦力相等時，質量越小，接觸面越粗糙，防滑性能越好．
分析：（1）比較不同鞋底的防滑性能實際上是比較接觸面的粗糙程度．比較接觸面粗糙程度，可以通過壓力相同時，比較滑動摩擦力大小來比較接觸面粗糙程度；也可以采用相同的滑動摩擦力時，比較壓力大小來比較接觸面粗糙程度．
（2）滑動摩擦力的大小不能直接測量，彈簧測力計拉動鞋子時，彈簧測力計顯示拉力大�。�只有彈簧測力計拉動鞋子勻速直線運動時，滑動摩擦力和拉力是一對平衡力，滑動摩擦力大小通過間接測量的方法獲得．
點評：滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關，比較接觸面粗糙程度時，可以控制滑動摩擦力不變，比較壓力來比較接觸面粗糙程度；也可以控制壓力不變，比較滑動摩擦力來比較接觸面粗糙程度．