Question

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t₁
④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值

.

t

；
⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cos α；
⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，做出f-cos α关系曲线．
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cos α=______；
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=______．

Answer 1

1、由数学知识可知：cosα=

s2-(h1-h2)2

s

；
2、滑块通过光电门时的速度：v=

d

. t

；
3、由v²-v₀²=2ax可得：v²=2as，即：(

d

. t

)2=2as，
解得，加速度：a=

d2

2s . t 2

；
4、由牛顿第二定律得：mgsinθ-f=ma，
其中sinθ=

h1-h2

s

，
解得f=mg

h1-h2

s

-m

d2

2s . t 2

；

故答案为：1、

s2-(h1-h2)2

s

；2、

d

. t

；3、

d2

2s . t 2

；4、mg

h1-h2

s

-m

d2

2s . t 2

．