《高考物理一轮复习讲练测》专题13 探究加速度与力、质量的关系（讲）（原卷版）

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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．[来源:学+科+网 Z+X+X+K]

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．[来源:Z.xx.k.Com]

(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[来源:学科网 ZXXK]

(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)。

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