Question

【題目】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，設計實驗裝置如圖乙所示，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點由靜止釋放，從光電計時器讀出滑塊的擋光時間t1；
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．
（1）測量滑塊擋光長度的游標卡尺讀數如圖甲所示，讀得d=cm
（2）（用測量的物理量表示下列各式，重力加速度為g）
①滑塊運動時所受到的摩擦阻力f= ．
②若f﹣cosα關系曲線的斜率為k，則動摩擦因數可表示為μ= ．

Answer 1

【答案】
（1）1.050
（2）mg ﹣m ；
【解析】解：（1）游標卡尺的主尺讀數為10mm，游標尺上第10個刻度與主尺上某一刻度對齊，故其讀數為10×0.5mm=5.0mm，
所以最終讀數為：10mm+5.0mm=10.50mm=1.050cm；（2）①滑塊通過光電門時的速度：v= ；
由v2﹣v02=2ax可得：v2=2as，
即：（ ）2=2as，
解得加速度為：a= ；
由牛頓第二定律得：mgsinθ﹣f=ma，
其中sinθ= ，
解得：f=mg ﹣m ；
②滑動摩擦力f=μmgcosα，故在f﹣cosα圖像中，斜率k=μmg，故
所以答案是：（1）1.050；（2）mg ﹣m ；②
【考點精析】利用滑動摩擦力對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知滑動摩擦力:利用公式f=μF N 進行計算，其中FN 是物體的正壓力，不一定等于物體的重力，甚至可能和重力無關.或者根據物體的運動狀態，利用平衡條件或牛頓定律來求解．