高考物理一轮复习 专题13 探究加速度与力、质量的关系（讲）（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、专题13 探究加速度与力、质量的关系1.学会用控制变量法研究物理规律.2.学会灵活运用图象法处理物理问题的方法.3.探究加速度与力、质量的关系，并验证牛顿第二定律基本实验要求1实验原理(见实验原理图)(1)保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系(2)保持合外力不变，确定加速度与质量的关系(3)作出aF图象和a图象，确定其关系2实验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺3实验步骤(1)用天平测出小车和盛有砝码的小盘的质量m和m，把数据记录在表格中(2)把实验器材安装好，平衡摩擦力(3)在小盘里放入适量的砝码，把砝码和小盘的质量m

2、记录在表格中(4)保持小车的质量不变，改变砝码的质量，按上面步骤再做5次实验(5)算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格中(6)用纵坐标表示加速度a，横坐标表示合外力，即砝码和小盘的总重力mg，根据实验数据在坐标平面上描出相应的点，作图线(7)用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车质量的倒数，在坐标系中根据实验数据描出相应的点并作图线规律方法总结1注意事项(1)平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车受到的阻力在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着打点的纸带匀速运动(2)不重复平衡摩擦力(3)实验条件：mm.(4)一先一后一按：改变拉力和小车

3、质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车2误差分析 (1)因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力(2)摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差3数据处理(1)利用xaT2及逐差法求a.(2)以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比(3)以a为纵坐标，为横坐标，描点、连线，如果该线过原点，就能判定a与m成反比.典型案例如图所示，质量为M的滑块A放在一端

4、带有滑轮的粗糙长木板上，平衡摩擦力后，安装在水平桌边缘，1、2是固定在木板上的两个光电门，中心间的距离为L。滑块A上固定一宽度为d的遮光条，在质量为m的重物B牵引下从木板的顶端由静止滑下，光电门1、2记录的遮光时间分别为和。（1）用此装置验证牛顿第二定律，且认为A受到外力的合力等于B的重力，则实验必须满足的条件还有 ；实验测得的加速度为 （用上述字母表示）；（2）用此装置研究外力做功与物体动能的改变，以A为研究对象，且认为A受到外力的合力等于B的重力，外力做功的表达式是 ，动能改变量是 。【答案】（1），（2），【名师点睛】解决本题的关键知道验证牛顿第二定律实验中的两个认为：1、认为绳子的拉力

5、等于滑块的合力，（前提需平衡摩擦力），2、认为重物的拉力等于绳子的拉力，（前提是重物的质量远小于滑块的质量）。针对练习1如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g（1）下列说法正确的是 A每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力B实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源C本实验m2应远小于m1D在用图象探究加速度与质量关系时，应作a图象（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得F=m1g，作出aF图象，他可能作出图2中 （选填“甲”、“

6、乙”、“丙”）图线此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是 A小车与轨道之间存在摩擦 B导轨保持了水平状态C钩码的总质量太大 D所用小车的质量太大（3）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的a图象，如图3设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数= ，钩码的质量m1= （4）实验中打出的纸带如图4所示相邻计数点间的时间是0.1s，由此可以算出小车运动的加速度是 m/s2【答案】（1）D（2）丙，C（3），（4）0.46针对练习2某同学用图示的装置来验证加速度和质量成反比，在自制的双层架子上固定平板玻璃，架子放在水平桌面上，连接小车的

7、细绳跨过定滑轮与小桶相连，实验步骤如下：在两个小桶中装入适量细砂，并使两桶质量（含沙子）相同两车紧靠架子左边的挡板，在乙车上放一个砝码，同时释放两车，当车运动一段时间后，用手机对整个装置进行拍照，在照片上，通过装置上的刻度尺，测出甲、乙两车运动的距离s1，s2，在乙车上逐渐增加砝码个数，重复步骤（1）本实验的原理是通过验证小车发生的位移与小车的质量成_，来验证合外力一定时加速度与质量成反比；（2）实验前，该同学将装置的左端适当垫高了一些，目的是 ；实验过程中_车（填“甲”或“乙”）受到的拉力更接近沙桶（含沙子）的重力.（3）若该同学以s1/s2为横坐标，以乙车（含砝码）的质量m为纵坐标，作出的图线是直线，该直线的斜率为_的质量（填“甲车”、“乙车”（含砝码）或“沙桶”（含沙子）.【答案】（1）反比（2）平衡摩擦力；乙；（3）甲车【名师点睛】该实验难度不大，但是题目比较新颖，注意利用题目给定的情形，结合课本此实验的注意事项可以解答；关键是记住此实验的几个重要的问题；平衡摩擦力和小车的质量远大于重物的质量.