Question

某同學為了探究物體在斜面上運動時摩擦力與斜面傾角的關系，設計實驗裝置如圖。長直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物塊上。在平板上標出A、B兩點，B點處放置一光電門，用光電計時器記錄滑塊通過光電門時擋光的時間。

實驗步驟如下：

①用游標卡尺測量滑塊的擋光長度d，用天平測量滑塊的質量m；

②用直尺測量AB之間的距離s，A點到水平桌面的垂直距離h₁，B點到水平桌面的垂直距離h₂；

③將滑塊從A點靜止釋放，由光電計時器讀出滑塊的擋光時間t；

④重復步驟③數次，并求擋光時間的平均值；

⑤利用所測數據求出摩擦力f和斜面傾角的余弦值cosα；

⑥多次改變斜面的傾角，重復實驗步驟②③④⑤，做出f- cosα關系曲線。

⑴用測量的物理量完成下列各式（重力加速度為g）：

①斜面傾角的余弦cosα=____________________；

②滑塊通過光電門時的速度v=_________________；

③滑塊運動時的加速度a=_________________；，

④滑塊運動時所受到的摩擦阻力f=________________。

⑵測量滑塊擋光長度的游標卡尺讀數如圖所示，讀得d=__________________。

Answer 1

（1）；（2）；（3）；（4）

解析:

(1)物塊在斜面上做初速度為零的勻加速直線運動,受重力、支持力、滑動摩擦力,如圖所示① 根據三角形關系可得到,②根據③根據運動學公式,有,即有

④根據牛頓第二定律,則有．

(2) 在游標卡尺中，主尺上是3．6cm，在游標尺上恰好是第2條刻度線與主尺對齊，再考慮到卡尺是10分度，所以讀數為3．6cm+0．2×1mm=3．62cm。