2018年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）

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1、专题13探究加速度与力.质量的关系T氧須闻端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a—F图象和a——图象，确定其关系.m2.实验器材小车、舷码、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祛码

2、的小盘的质量/〃和方，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耘码，把魅码和小盘的质量方记录在表格中.(4)保持小车的质量不变，改变珏码的质量，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屮.(6)用纵坐标表示加速度自，横坐标表示合外力，即祛码和小盘的总重力方g.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日，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

3、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.(1)实验条件：刃》方.(2)一先一后一按：改变拉力和小车质量后，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.1.误差分析(1)因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和祛码的总重力方g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和磁码的总重力.(2)摩擦力平衡不准确、质量测

4、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.2.数据处理⑴利用、x=界及逐差法求&(2)以日为纵坐标，厂为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明日与厂成正比.(3)以自为纵坐标，丄为横坐标，描点、连线，如果该线过原点，就能判定自与刃成反比.★典型案例★如图所示，质量为於的滑块力放在一端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，中心间的距离为厶滑块/上固定一宽度为d的遮光条，在质量为m的重物〃牵引下从木板的

5、顶端由静止滑下，光电门1、2记录的遮光时间分别为△乙和2(1)用此装置验证牛顿第二定律，且认为昇受到外力的合力等于〃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，且认为弭受到外力的合力等于〃的重力，外力做功的表达式是，动能改变量是o(£尸-(£)2［答案］(1)m<

6、M换时速度分别为＞根据速度位移公式得，加速度0=⑵外力做功的表达式W=mgL,动能该变量为AEk==；證［（$尸一（学旳222A/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）O★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舷码的质量对应关系图.钩码的质量为【山，小车和祛码的质量为盹，重力

7、加速度为g・（1）下列说法正确的是・A.每次在小车上加减耘码时，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.本实验血应远小于nilD.在用图象探究加速度与质量关系时，应作a■丄图象（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二!mg,作出F图象，他可能作出图2中（选填“甲”、“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）实验吋，某同学遗漏了平衡

8、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niy图屮直线的斜率为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m尸.(2)实验中打出的纸带如图4所示.相邻计数点间的时间是0.Is,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)Hly——,“=~(4)0.46gkgk【解析】(1)根据平衡摩揀力原理可得"曲gcos&=mgsin0f即只要满足“=tan&即可,所以