专题13 探究加速度与力、质量的关系（讲）-2022年高考物理一轮复习讲练测（解析版）

1、PAGE9第三章牛顿运动定律1从近几年的高考考点分布知道，本章主要考查考生能否准确理解牛顿运动定律的意义，能否熟练应用牛顿第二定律、牛顿第三定律和受力分析解决运动和力的问题；理解超重和失重现象，掌握牛顿第二定律的验证方法和原理2高考命题中有关本章内容的题型有选择题、计算题高考试题往往综合牛顿运动定律和运动学规律进行考查，考题中注重与电场、磁场的渗透，并常常与生活、科技、工农业生产等实际问题相联系3本章是中学物理的基本规律和核心知识，在整个物理学中占有非常重要的地位，仍将为高考命题的重点和热点，考查和要求的程度往往层次较高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

2、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

3、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：mm4一先一后一按：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

4、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aT2及逐差法求a2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成反比典型案例为了探究加速度与力的关系，1、G2为两个光电门，当滑块通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间t1、t2都可以被测量并记录，滑块连同上面固定的条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为，牵引砝码的质量为m实验开始应先调节气垫导轨下面

5、的螺钉，使气垫导轨水平。回答下列问题：（1）若取细绳牵引滑块的拉力T=mg，测得滑块质量M，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_200g（2）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为a_（用t1、t2、D、表示）（3）以小车和牵引砝码为研究对象，小车质量M一定，改变牵引砝码的质量m，根据实验数据描绘的小车加速度a与牵引砝码的质量m之间的实验关系图象。能正确反映-关系的图是_。【答案】（1）D（2）（3）C【名师点睛】解决本题的关键理解实验的原理，知道当m的质量远小于M的质量，m的重力可以认为等于M所受的合力，计算加速度时利用运动学公式求解以及推

6、导出与关系式，进而选择图象，难度适中。针对练习1某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律，请回答下列有关此实验的问题：（1）该同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材：A交流电源、导线B天平含配套砝码C秒表细线、砂和小砂桶其中不必要的器材是填代号。（2）打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。其中一部分纸带上的点迹情况如图甲所示，已知打点计时器打点的时间间隔T=，测得A点到B、C点的距离分别为1=、2=，则在打下点迹B时，小车运动的速度vB=m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a=m/s2。（结果保留三位有效数字）（3）在验证“质量一定，加速度a与合外力

7、F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图象，其中图线不过原点的原因是，图线在末端弯曲的原因是。【答案】1C；（2），；（3）平衡摩擦力过度；砂和小砂桶的总质量m不远小于小车和砝码的总质量M【名师点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，然后结合物理规律去解决实验问题，会通过纸带求解瞬时速度和加速度针对练习2为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮），钩码总质量用m表示。（1）下图是用图甲装置中打点计时器所打的纸带的一部分,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点,t2图线s为各计数点至同一起点的距离，则加速度大小a=_m/s2保留三位有效数字（2）若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a，g为当地重力加速度，则