（講練測(cè)）高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題13 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系（講）（ 含解析）.doc

專題13 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系（講）1.從近幾年的高考考點(diǎn)分布知道，本章主要考查考生能否準(zhǔn)確理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律的意義，能否熟練應(yīng)用牛頓第二定律、牛頓第三定律和受力分析解決運(yùn)動(dòng)和力的問題；理解超重和失重現(xiàn)象，掌握牛頓第二定律的驗(yàn)證方法和原理2高考命題中有關(guān)本章內(nèi)容的題型有選擇題、計(jì)算題高考試題往往綜合牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律進(jìn)行考查，考題中注重與電場(chǎng)、磁場(chǎng)的滲透，并常常與生活、科技、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等實(shí)際問題相聯(lián)系3本章是中學(xué)物理的基本規(guī)律和核心知識(shí)，在整個(gè)物理學(xué)中占有非常重要的地位，仍將為高考命題的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，考查和要求的程度往往層次較高.1.學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律.2.學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用圖象法處理物理問題的方法.3.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，并驗(yàn)證牛頓第二定律基本實(shí)驗(yàn)要求1實(shí)驗(yàn)原理(見實(shí)驗(yàn)原理圖)(1)保持質(zhì)量不變，探究加速度跟合外力的關(guān)系(2)保持合外力不變，確定加速度與質(zhì)量的關(guān)系(3)作出af圖象和a圖象，確定其關(guān)系2實(shí)驗(yàn)器材小車、砝碼、小盤、細(xì)繩、附有定滑輪的長(zhǎng)木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、導(dǎo)線兩根、紙帶、天平、米尺3實(shí)驗(yàn)步驟(1)用天平測(cè)出小車和盛有砝碼的小盤的質(zhì)量m和m，把數(shù)據(jù)記錄在表格中(2)把實(shí)驗(yàn)器材安裝好，平衡摩擦力(3)在小盤里放入適量的砝碼，把砝碼和小盤的質(zhì)量m記錄在表格中(4)保持小車的質(zhì)量不變，改變砝碼的質(zhì)量，按上面步驟再做5次實(shí)驗(yàn)(5)算出每條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度的值并記錄在表格中(6)用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示合外力，即砝碼和小盤的總重力mg，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點(diǎn)，作圖線(7)用縱坐標(biāo)表示加速度a，橫坐標(biāo)表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標(biāo)系中根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描出相應(yīng)的點(diǎn)并作圖線規(guī)律方法總結(jié)1注意事項(xiàng)(1)平衡摩擦力：適當(dāng)墊高木板的右端，使小車的重力沿斜面方向的分力正好平衡小車受到的阻力在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，讓小車?yán)螯c(diǎn)的紙帶勻速運(yùn)動(dòng)(2)不重復(fù)平衡摩擦力(3)實(shí)驗(yàn)條件：mm.(4)一先一后一按：改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再釋放小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車2誤差分析(1)因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差：本實(shí)驗(yàn)用小盤和砝碼的總重力mg代替小車的拉力，而實(shí)際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力(2)摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差3數(shù)據(jù)處理(1)利用xat2及逐差法求a.(2)以a為縱坐標(biāo)，f為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點(diǎn)，如果這些點(diǎn)在一條過原點(diǎn)的直線上，說明a與f成正比(3)以a為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)、連線，如果該線過原點(diǎn)，就能判定a與m成反比.典型案例為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)其中g(shù)1、g2為兩個(gè)光電門，當(dāng)滑塊通過g1、g2光電門時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間t1、t2都可以被測(cè)量并記錄，滑塊連同上面固定的條形擋光片的總質(zhì)量為m，擋光片寬度為d，光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m實(shí)驗(yàn)開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平。回答下列問題：（1）若取細(xì)繩牽引滑塊的拉力t=mg，測(cè)得滑塊質(zhì)量m0.2 kg，改變m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值不合適的一個(gè)是_am15 g bm215 g cm320 g dm4200 g（2）在此實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)得每一個(gè)牽引力對(duì)應(yīng)的加速度，其中求得的加速度的表達(dá)式為a_（用t1、t2、d、x表示）（3）以小車和牽引砝碼為研究對(duì)象，小車質(zhì)量m一定，改變牽引砝碼的質(zhì)量m，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的小車加速度a與牽引砝碼的質(zhì)量m之間的實(shí)驗(yàn)關(guān)系圖象。能正確反映-關(guān)系的圖是_?！敬鸢浮浚?） d（2）（3）c【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵理解實(shí)驗(yàn)的原理，知道當(dāng)m的質(zhì)量遠(yuǎn)小于m的質(zhì)量，m的重力可以認(rèn)為等于m所受的合力，計(jì)算加速度時(shí)利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解以及推導(dǎo)出與關(guān)系式，進(jìn)而選擇圖象，難度適中。針對(duì)練習(xí)1某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律，請(qǐng)回答下列有關(guān)此實(shí)驗(yàn)的問題：（1）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備了圖中所示的實(shí)驗(yàn)裝置及下列輔助器材：a交流電源、導(dǎo)線b天平(含配套砝碼)c秒表 d刻度尺e細(xì)線、砂和小砂桶其中不必要的器材是(填代號(hào))。（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在小車拖動(dòng)的紙帶上打下一系列點(diǎn)跡，以此記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況。其中一部分紙帶上的點(diǎn)跡情況如圖甲所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔t=0.02s，測(cè)得a點(diǎn)到b、c點(diǎn)的距離分別為x1=5.99cm、x2=13.59cm，則在打下點(diǎn)跡b時(shí)，小車運(yùn)動(dòng)的速度vb=m/s；小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a=m/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（3）在驗(yàn)證“質(zhì)量一定，加速度a與合外力f的關(guān)系”時(shí)，某學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的a-f圖象，其中圖線不過原點(diǎn)的原因是，圖線在末端彎曲的原因是?！敬鸢浮?1) c； （2）0.680 ，1.61 ；（3）平衡摩擦力過度；砂和小砂桶的總質(zhì)量m不遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量m.【名師點(diǎn)睛】解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，然后結(jié)合物理規(guī)律去解決實(shí)驗(yàn)問題，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度針對(duì)練習(xí)2為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車總質(zhì)量用m表示（乙圖中m包括小車與傳感器，丙圖中m包括小車和與小車固連的滑輪），鉤碼總質(zhì)量用m表示。（1）下圖是用圖甲裝置中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶的一部分,o、a、b、c、d和e為紙帶上六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),加速度大小用a表示. 則od間的距離為_cm. 圖是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的st2圖線(s為各計(jì)數(shù)點(diǎn)至同一起點(diǎn)的距離)，則加速度大小a=_m/s2(保留三位有效數(shù)字)（2）若乙、丙兩位同學(xué)發(fā)現(xiàn)某次測(cè)量中力傳感器和測(cè)力計(jì)讀數(shù)相同，通過計(jì)算得到小車加速度均為a， g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋瑒t乙、丙兩人實(shí)驗(yàn)時(shí)