Question

（10分）某同學(xué)為了探究物體在斜面上的運(yùn)動時摩擦力與斜面傾角的關(guān)系，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(biāo)出A、B兩點(diǎn)，

B點(diǎn)處放置一光電門，用光電計(jì)時器記錄滑塊通過光電門時擋光的時間。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①　 用游標(biāo)卡尺測量滑塊的擋光長度d，用天平測量滑塊的質(zhì)量m；

②　用直尺測量AB之間的距離s，A點(diǎn)到水平桌面的垂直距離h₁，B點(diǎn)到水平桌面的垂直距離h_2；

③將滑塊從A點(diǎn)靜止釋放，由光電計(jì)時器讀出滑塊的擋光時間t_。

④ 復(fù)步驟③數(shù)次，并求擋光時間的平均值；

⑤ 利用所測數(shù)據(jù)求出摩擦力f和斜面傾角的余弦值；

⑥ 多次改變斜面的傾角，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟②③④⑤，做出f-關(guān)系曲線。

（1）用測量的物理量完成下列各式（重力加速度為g）：

斜面傾角的余弦=　　　　　 ；

滑塊通過光電門時的速度v=　　　　 ；

滑塊運(yùn)動時的加速度a=　　　　 ；

滑塊運(yùn)動時所受到的摩擦阻力f=　　　　 ；

（2）測量滑塊擋光長度的游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖所示，讀得d=　　　　　　　 。

Answer 1

（1）①

②

③

④

（2）3.62cm

【解析】(1)物塊在斜面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,受重力、支持力、滑動摩擦力,如圖所示① 根據(jù)三角形關(guān)系可得到,②根據(jù)③根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式,有,即有

④根據(jù)牛頓第二定律,則有.

(2) 在游標(biāo)卡尺中，主尺上是3.6cm，在游標(biāo)尺上恰好是第1條刻度線與主尺對齊，再考慮到卡尺是10分度，所以讀數(shù)為3.6cm+0.1×1mm=3.61cm或者3.62cm也對.