专题13 探究加速度与力、质量的关系(讲)-2019年高考物理一轮复习讲练测

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文档介绍

专题13 探究加速度与力、质量的关系(讲)-2019年高考物理一轮复习讲练测

‎ ‎ 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.‎ 第13讲 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a-F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,横坐标表示合外力,即砝码和小盘的总重力m′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:m≫m′.‎ ‎(4)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m′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Δx=aT2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★‎ 如图所示为某同学测定木块A与木板之间动摩擦因数的实验装置,A上固定一个容器B,B和C中可放置钩码,不计B、C的重力。A的左端与打点计时器的纸带(未画出)相连,通过打点计时器打出的纸带可以计算出木块A的加速度。实验中该同学在保持钩码总数量不变[即图中B、C中钩码总重力不变]的条件下,将B中钩码陆续移到C中,重复测量。不计绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦。‎ ‎(1)实验中除电磁打点计时器、纸带、若干个质量均为50克的钩码、滑块、一端带有定滑轮的长木板、细线外,为了完成本实验,还应有__________。‎ A.秒表 B.天平 C.毫米刻度尺 D.低压交流电源 ‎(2)实验中某次获取的一条纸带的一-部分,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算加速度a=______(保留两位有效数字)。‎ ‎(3)在实验数据处理中,该同学以m为横轴,以加速度a为纵轴,绘制了如图所示的实验图线,由此可知滑块与木板间的动摩擦因数μ=_______(g取,保留两位有效数字)。‎ ‎【答案】 CD 0.40‎ ‎【点睛】本实验中需要交流电源和长度的测量工具;每隔4个点取一计数点,相邻计数点之间的时间间隔为0.1s,由匀加速规律可得,用求解加速度;对系统应用牛顿第二定律,得到图线的纵轴截距为,可解得动摩擦因数。‎ ‎★针对练习1★‎ 某同学欲运用牛顿第二定律测量滑块的质量M,其实验装置如图甲所示,设计的实验步骤为:‎ ‎(1)调整长木板倾角,当钩码的质量为mo时滑块恰好沿木板向下做匀速运动;‎ ‎(2)保持木板倾角不变,撤去钩码m。,将滑块移近打点计时器,然后释放滑块,滑块沿木板向下做匀加速直线运动,并打出点迹清晰的纸带如图乙所示(打点计时器的工作频率为50 Hz)。请回答下列问题:‎ ‎①打点计时器在打下D点时滑块的速度vD= ________ m/s;(结果保留3位有效数字)‎ ‎②滑块做匀加速直线运动的加速度a=____ m/s2;(结果保留3位有效数字)‎ ‎③滑块质量M= ___(用字母a、mo和当地重力加速度g表示)。‎ ‎【答案】 1.69 3.88 ‎ ‎★针对练习2★‎ ‎13.用如图所示的装置验证牛顿第二定律。图中A、B为两个光电门,C为固定在凹槽上的遮光条。实验前(不挂钩码)左右移动小木块使凹槽能够在长木板上匀速运动。设遮光条的宽度为d,两光电门间的距离为x。实验时凹槽每次都从同一位置由静止释放,研究对象为凹槽(包括内部的砝码)及钩码组成的系统。‎ ‎(1)将钩码逐个拿到凹槽中,记录每次所悬挂钩码的质量m1、m2、m3……,释放凹槽,测出对应的加速度a1、a2、a3……,则下列哪一图象能正确反映加速度a与悬挂钩码的重力mg之间的关系______。‎ ‎(2)悬挂钩码的质量m保持不变,增加或减少槽内的砝码,测出每次对应的加速度,为了能直观反映在合外力一定的情况下,加速度与质量的关系,应做下列哪一图象______(M表示槽及槽内砝码的总质量)。‎ A.a-M B.a-m C.a- D.a-‎ ‎(3)为了精确测量系统运动的加速度,甲同学固定光电门B,移动光电门A,然后释放凹槽,测出遮光条每次经过光电门A的时间t1。乙同学固定光电门A,移动光电门B,然后释放凹槽,测出遮光条每次经过光电门B的时间t2,两位同学根据图象求解系统的加速度。甲同学做出的图象应为下图中的______,乙同学做出的图象应为下图中的______。若甲同学所做图象的斜率的绝对值为k,则系统的加速度a=______。‎ ‎【答案】 B D B C ‎ 一定;经过光电门B的速度,则即,则乙同学做出的图象应为下图中的C;甲同学所做图象的斜率的绝对值为k,则,系统的加速度a=kd2。‎ 点睛:此题首先要知道在极短时间内的平均速度可以表示瞬时速度;另外要搞清试验的原理,能根据试验的过程结合运动公式找到函数关系,然后根据图像解答.‎ ‎ ‎
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