摘要:某同学为了测量滑块与水平轨道间的动摩擦因数.他让该滑块沿一竖直平面内的光滑弧形轨道.从离水平轨道0.20m高的A点.由静止开始下滑.到达B点后.沿水平轨道滑行1.0m后停止运动.若弧形轨道与水平轨道相切.且不计空气阻力.求:(g取10m/s2)

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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.

(一)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x,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

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)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cosα=________;

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=________.

(二)更换实验装置,在某次实验中,在小车上固定挡光片,将光电门固定在轨道侧面,垫高轨道的一端.将小车从该端同一位置由静止释放,获得了如下几组实验数据

则以下表述正确的是)(  )

①四个挡光片中,挡光片Ⅰ的宽度最小

②四个挡光片中,挡光片Ⅳ的宽度最小

③四次实验中,第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度

④四次实验中,第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度A.①③

B.②③

C.①④

D.②④

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某同学用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”,他的操作步骤如下:①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上,②将光电门固定在气垫轨道上离定滑轮较近一端的某点B处,③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处,④用重力为F的钩码,经绕过滑轮的细线拉滑块,使滑块从同一位置A由静止释放,测出遮光条通过光电门的时间t,⑤改变钩码个数,使滑块每次从同一位置A由静止释放,重复上述实验.记录的数据及相关计算如下表:

实验次数 1 2 3 4 5
F/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45
t/(ms) 28.6 23.3 20.2 18.1 16.5
t2/(ms)2 818.0 542.9 408.0 327.6 272.25
t-2/[×10-4(ms)-2] 12.2 18.4 24.5 30.6 36.7
(1)若用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d如图乙所示,则遮光条的宽度d=
1.050
1.050
cm,第一次测量中小车经过光电门时的速度为
0.37
0.37
m/s(保留两位有效数字)
(2)实验中遮光条到光电门的距离为s,遮光条的宽度为d,遮光条通过光电门的时间为t,可推导出滑块的加速度a与t关系式为
a=
d2
2st2
a=
d2
2st2

(3)本实验为了研究加速度a与外力F的关系,只要作出
F~
1
t2
F~
1
t2
的关系图象,请作出该图线.
(4)根据作出的图象,判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是
没有将气垫导轨调节水平
没有将气垫导轨调节水平
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