Question

【题目】某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图乙所示，长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上，在平板上标出A、B两点，B点处置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间，实验步骤如下：
①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d，用天平测量滑块的质量m；
②用直尺测量AB之间的距离s，A点到水平桌面的垂直距离h1 ， B点到水平桌面的垂直距离h2；
③将滑块从A点由静止释放，从光电计时器读出滑块的挡光时间t1；
④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值 ；
⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cosα；
⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f﹣cosα关系曲线．
（1）测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图甲所示，读得d=cm
（2）（用测量的物理量表示下列各式，重力加速度为g）
①滑块运动时所受到的摩擦阻力f= ．
②若f﹣cosα关系曲线的斜率为k，则动摩擦因数可表示为μ= ．

Answer 1

【答案】
（1）1.050
（2）mg ﹣m ；
【解析】解：（1）游标卡尺的主尺读数为10mm，游标尺上第10个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为10×0.5mm=5.0mm，
所以最终读数为：10mm+5.0mm=10.50mm=1.050cm；（2）①滑块通过光电门时的速度：v= ；
由v2﹣v02=2ax可得：v2=2as，
即：（ ）2=2as，
解得加速度为：a= ；
由牛顿第二定律得：mgsinθ﹣f=ma，
其中sinθ= ，
解得：f=mg ﹣m ；
②滑动摩擦力f=μmgcosα，故在f﹣cosα图像中，斜率k=μmg，故
所以答案是：（1）1.050；（2）mg ﹣m ；②
【考点精析】利用滑动摩擦力对题目进行判断即可得到答案，需要熟知滑动摩擦力:利用公式f=μF N 进行计算，其中FN 是物体的正压力，不一定等于物体的重力，甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来求解．