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(10分)某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如图。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点处放置一光电门,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点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间t

④ 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

⑥ 多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤,做出f-关系曲线。

(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g):

斜面倾角的余弦=     

滑块通过光电门时的速度v=    

滑块运动时的加速度a=    

滑块运动时所受到的摩擦阻力f=    

(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示,读得d=       

(1)①

(2)3.62cm

【解析】(1)物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,受重力、支持力、滑动摩擦力,如图所示① 根据三角形关系可得到,②根据③根据运动学公式,有,即有

④根据牛顿第二定律,则有.

(2) 在游标卡尺中,主尺上是3.6cm,在游标尺上恰好是第1条刻度线与主尺对齐,再考虑到卡尺是10分度,所以读数为3.6cm+0.1×1mm=3.61cm或者3.62cm也对.

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