《2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训》专题19 探究加速度与力、质量的关系（解析版）

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2023 届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训
专题 19 探究加速度与力、质量的关系
特训目标 特训内容
目标 1 拉力替代法（1T—3T）
目标 2 拉力直测法（4T—6T）
目标 3 光门测速法（7T—9T）
目标 4 整体系统法（10T—12T）
目标 5 双车比较法（10T—12T）
【特训典例】
一、拉力替代法
1．利用如图 1所示装置进行“探究合力一定时物体的加速度与质量之间的关系”的实验。
（1）本实验采用的实验方法是___________。
A．控制变量法B．转换法
C．理想实验法D．等效替代法
（2）保持小桶质量 m和其他条件不变，只改变小车质量 M，多次实验测出相应加速度大小 a，记录在下列
表格中：
次数 1 2 3 4 5 6
质量 M/kg
0.2
50.30 0.3
50.40 0.4
50.50
加速度 a/（m·s-2）
0.3
90.32 X0.24 0.2
20.19
质量倒数 /kg-1 4.0 3.3 2.9 2.5 2.2 2.0
其中，在第 3次实验中，忘记了记录加速度 X的数值，该次实验的部分纸带如图 2所示，
O、A、B、C、D、E、F为7个连续的计数点，相邻两计数点间还有四个实际打点未画出，打点计时器的
打点频率为 50 Hz，测得 A、B、C、D、E、F与O点间距分别为 0.50 cm、1.27 cm、2.34 cm、3.67
cm、5.30 cm、7.20 cm。可计算加速度的数值 X=___________。
（3）在如图 3所示坐标纸上，根据表格数据描点，并作出图线___________，得出实验结论：___________。
【答案】®®®® A 0.28 在实验误差允许范围内，当物体所受合力一定时，物体的加速度与物体质
量倒数成正比
【详解】（1）[1]本实验在小车受力一定的情况下，探究小车的加速度与其质量的关系，这样的物理方法
称为控制变量法。故选 A。
（2）[2]由题知，相邻两计数点间的时间间隔 Δt=0.1s，O、C两点间距 x1= cm；C、F两点间距
x2=7.20cm- cm=4.86cm 根据逐差法有 所以加速度的数值 X=0.28
（3）[3] [4]所作图线如下。由图线可知，在实验误差允许范围内，当物体所受合力一定时，物体的加速度
与物体质量倒数成正比。
2．在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图 1所示的实验装置，小车及车中的砝码质
量用 M表示，盘及盘中的砝码质量用 m表示，小车的加速度可通过小车拖动的纸带由打点计时器打出的点
计算得出：
（1）当 M与m的大小关系满足___________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力。
（2）一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定，探究加速度与质量的关系，以下做法正确的是_______
____
A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
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