Question

23.（10分）（注意：在试卷上作答案无效）

某同学为了探究物体在斜面上的运动时摩擦力与斜面的倾角的关系，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h_2；

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；

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）：

①　　 斜面倾角的余弦=　　　　　 ；

②　　 滑块通过光电门时的速度v=　　　　 ；

③　　 滑块运动时的加速度a=　　　　 ；

④　　 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=　　　　　　　 。

Answer 1

答案（1）①

②

③

④

（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.