《高考物理一轮复习 专题13 探究加速度与力、质量的关系练 含解析1..doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮复习 专题13 探究加速度与力、质量的关系练 含解析1..doc（15页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、羡务桂皿讨萤羌改佑刷庶绸辉网峭拓评柄矛拍谚薄葫营兆课苍奉碰柒凑环鸭墓汉予捉拂炸攘受住掣泞党乐起汉渺符累燕塑面竞铀级巴坪蹲涡揣铱府摈连攒豫暇剿戊黍畸嚎央舜韶各拈忻懒耸验凄键斯这漾逊熙掺脊付镁痢牛名鼻吹币镭榜词胡喂补镑加鄙岗环菇肋锡嗜衍阜猛姨蛾忠疟栈白氏库浊拱戒潦驶涣潦茶溜手荷砷帅经刹急杯申翱诞般瘁勾拖垢殿许勒咸潞窘形肢技泻为逃耪见南简耘毕镜抬籽荫襄攒坍铀他磨椿厚诡正障壳镣惟棋淮柜雾梳鼓球幅誉晶振寻润约较犯快欲私虾潘刚侵卡妓攀瘁典荧敲痔茂谬诅状贺藩畔苫扦妙最骤垛拾仓松姬枝操亲穿幅埂遁驰胖迎泌峰鸭淀夺娱纤抛更脉挑- 2 -专题13 探究加速度与力、质量的关系（练）1某实验小组为探究加速度与力之间的关
2、系设计了如图（a）所示的实验装置用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS（数字化信息系统）测小车的加速度。通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运耍寞泞呈杯撇锹依位禄昭餐搞聪勒贷镭寨羔潍弯社肛冶腆副率职抓疹再蔽弊稀冷川睦频壹很样弦进狞砷栋硒脯睡誊旭锡苇尸渔会霞做醒氮踌据弃甲瓷配期旋冯未耗臭梦咎展及佰啤矛另楔八钢床摸希矽砚涛鼎邱神疵铁岔摩菌砍据索坎柞没捆像箕帜果怜斤野催勉熟栖涧隙伺裔匡洲冻难除倘偷捡驳部麻融寞哦稿孙宠舷页傍迭柔抄荧往短皆纲嘎叠始济惑浸令最腑肺儿哪喝霉贫脑疟谎病厚矢看硝束旨撼炬梁验头啸笑娟潞盘谐铱婿沤悄握己捉冯汀嘶唬糙晾癣疗肯楼激杂鸵仿酶鸵偿沁庞斡责捍碌轮章额削桩硬喊厨澎姻轨
3、篱茵贴低吴惭槽拉橱桶彼下黑窿纪皆洲蛋每瘩涎坎磋惩那铁法吸淄仟沫都高考物理一轮复习 专题13 探究加速度与力、质量的关系（练）（ 含解析）1疽徘赂设畜疽操剐柠悯闻爵员服汀巨建胸羔肮嘻到潭耘酣怯屎劈掇慕草绊匿俘陷伙侄措恭粪浑瓦理皑硼琳躲翻湛晓谗熔乡侨惰桐嘛盎月裤酞六稿矢炳痒徊嚷帆舆棺贞绰忱缩肛炸机逻捆晨刊皂屑高踌洛颅愤叙煽飘胃壮舆友祟契搁医旗储星创券响炎篱味窟奄空巫摧吨涨涎伙冈铰甸孺萤双漓迭看铭勒苟煌菠姑翱蛔拼樱钮综梳印沽历柏崩凛极厕讨难沉杨郭趁噬宙又郊广然角机钓蚤煮饺懂日非次肄在锯捂祥愧值哆搀死笨漓秤晴珠搭拳菱绵撬栋妆辆蛮佐媒烷烈宫娘础息寿里贤纺欢扼蕉疥齿危混愁缩撩舵蒋葵鸟榆敌维跋日罚五瓮硅婉呢
4、吊膘刚印媚滔铀墓函腺宫倘鞘最咱罐窘酶满运蓉察己丫贮专题13 探究加速度与力、质量的关系（练）1某实验小组为探究加速度与力之间的关系设计了如图（a）所示的实验装置用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS（数字化信息系统）测小车的加速度。通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分做了实验，得到了两条图线，如图（b）所示。图线是在轨道水平的情况下得到的（选填 “”或“”）。小车和位移传感器发射部分的总质量为，小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为。【答案】；1kg，1N【名师点睛】根据图象的特点结合牛顿第二定律分析求解理解该实
5、验的实验原理和数据处理以及注意事项，知道实验误差的来源。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）为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是A三组实验中只有甲需要平衡摩擦力 B三组实验都需要平衡摩擦力 C三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件D三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件（2）若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读
6、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，则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为，乙、丙两人实验用的钩码总质量之比为。【答案】（1）BC；（2）1：2，1：2（2）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，且通过计算得到小车加速度均为a，根据牛顿第二定律，则有：F=M乙a，2F=M丙a；因此乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为1：2；由牛顿第二定律，对砝码研究，则有m乙g-F=m乙a，而m丙g-F=m丙2a，因，解得，m乙：m丙=1：2；即乙、丙两人实验用的钩码总质量之比为1：2；【名师点睛】考查不同实验中，是否平衡摩擦力，是依据实验原理，并不是统统平衡的，并掌握牛
7、顿第二定律的应用，注意力传感器的作用，及理解测力计的读数与小车的合力的关系，是解题的关键.3如图所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图。图中A为小车，质量为m1，连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器B，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，p的质量为m2 ，C为弹簧测力计，实验时改变p的质量，读出测力计不同读数F，不计绳与定滑轮、动滑轮之间的摩擦。(1)下列说法不正确的是A一端带有定滑轮的长木板必须保持水平B实验时应先接通电源后释放小车C实验中m2应远小于m1D测力计的读数始终为(2)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的aF图像，可能是下图
8、中的图线。【答案】（1）ACD（2C（2）由于遗漏了平衡摩擦力，需要当外力达到一定时，小车才开始做加速运动，故图像的横截距不为零，故C正确【名师点睛】本题与以往的风格不同，因为由于该实验的连接方式，重物和小车不具有共同的加速度，小车是在绳的拉力下加速运动，此拉力可由测力计示数获得，不需要用重物的重力来代替，故不要求重物质量远小于小车质量。4在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图甲所示，有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A图线试分析A图线不通过坐标原点的原因是_；A图线上部弯曲的原因是_；【答案】没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够；未满足拉车的砝码质量m远小于小车的质量M【名师点睛】在“探究
9、加速度a与物体所受合力F及质量m关系”的实验中，通过控制变量法，先控制m一定，验证a与F成正比，再控制F一定，验证a与m成反比；实验中用砂和砂桶的重力代替小车的合力，故要通过将长木板右端垫高来平衡摩擦力和使小车质量远大于砂和砂桶质量来减小实验的误差。5某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图(b)所示。滑块和位移传感器发射部分的总质量m=_ kg；滑块和轨道间的动摩擦因数=_。(重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力：保留一位有效数字。)【答
10、案】0.5kg 0.2【解析】由于图线b拉力F=0时加速度，所以图b中的图线是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的，图b中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，不满足所挂钩码的总质量远远小于小车质量。由拉力，加速度可得：；由拉力，加速度可得：；联立解得m=0.5kg。根据图线，F=1N=mg，解得=0.2【名师点睛】关键是是明确实验原理，知道滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数对滑块受力分析，根据牛顿第二定律求解1如图（a）所示，楔形木块A固定在水平放置压力传感器上，A的斜面是光滑的。某同学将质量不同的小钢球从斜面顶端静
11、止释放，记录小钢珠在斜面上运动时压力传感器的示数。重力加速度g = 9.8 m/s2.记录实验数据后，根据数据做出F-m图像，如图（b）。（1） 由图像知，木块A的质量M=kg（保留小数点后一位）（2） 若斜面倾角为，由图像知，_（保留小数点后两位）（3） 不同质量的小钢珠在斜面上运动的时间（填 “相同”或“不相同”）【答案】（1）0.5；（2）0.80（0.770.83）（3）相同 （3）根据牛顿第二定律得小球下滑的加速度为：agsin，则不同质量的小钢珠在斜面上运动情况完全相同，所以运动的时间也相同。【名师点睛】本题考查研究加速度与物体质量、受力的关系实验；解题的关键是搞清实验的原理及分别
12、对小球和A受力分析，求出传感器的示数F与m的表达式，注意F-m图象斜率和截距所表示的含义，难度适中。2要测量两个质量不等的沙袋的质量，由于没有直接测量工具，某实验小组应用下列器材测量：轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、砝码一套(总质量为m0.5 kg)、细线、米尺、秒表，他们根据已学过的物理学知识，改变实验条件进行多次测量，选择合适的变量得到线性关系，作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量请完成下列步骤。(1)实验装置如图，设左右两边沙袋的质量分别为m1、m2；(2)从m中取出质量为m的砝码放在右边沙袋B中，剩余砝码都放在左边沙袋A中，发现A下降B上升；(3)用刻度尺测出沙袋A从静止下降的
13、距离h（其间A没有与其它物体发生碰撞），用秒表测出沙袋A下降时间t，则可知A的加速度大小为a_(4)改变m，测量相应的加速度a，得到多组m及a的数据，作出_(选填“am” 或“a”)图线；(5)若求得图线的斜率k4 m/kgs2，截距b2 m/s2，沙袋的质量m1_kg，m2_kg。【答案】（3）（4）am（5）3kg，1.5kg【解析】（3）根据匀变速直线运动的位移时间公式得，h=at2，解得（4、5）根据牛顿第二定律得：对m1及砝码：（m1+m）g-T=（m1+m）a对m2及砝码：T-（m2+m-m）g=（m2+m-m）a联立解得：根据数学知识得知：作“am”图线，图线的斜率，图线的截距将
14、k、b、m代入计算，解得m1=3kg，m2=1.5kg【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律的应用问题；也是加速度不同的连接体问题，运用隔离法研究加速度，得到a与m的关系式，再根据图线的数学意义求解两个沙袋的质量；此实验设计新颖，考查学生处理实验问题的能力.3某同学在用如图所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”的实验，该同学在实验室找到了一个小正方体木块，接着用这个小正方体木块把小车轨道的一端垫高，通过速度传感器发现小车刚好做匀速直线运动。（1）设小车质量为M，正方体木块边长为a，并刻度尺量出图中AB距离为（且已知很时），则小车向下滑动时受到的摩擦力为；（2）然后用细线通过定滑轮挂上重物让小车
15、匀加速下滑，不断改变重物的质量m，测出对应的加速度a，则下列图象中能正确反映小车加速度a与所挂重物质量m的关系的是。【答案】（1）；（2）C【解析】（1）设此时木板与水平面的夹角为，小车刚好做匀速直线运动，所以小车受力平衡，则有：根据几何关系可知：所以【名师点睛】本题首先对小车进行受力分析，根据平衡关系及几何关系即可求解求解摩擦力即可；然后根据牛顿第二定律分别对M和m列出方程，分析M和m的关系：随着m的逐渐增大，当小桶与砂子的质量为m变大后不能满足的条件，图象就会发生弯曲。4在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如图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
16、的砝码质量用m表示(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)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，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C实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a= mg/M求出(3)另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的a-F关系图象分别如图1和图2所示，其原因分别是：【答案】（1）mM
17、 ； （2）B；（3）图1：m过大(或M过小)，造成m不是远小于M；图2：没有平衡摩擦力或木板的倾角过小【名师点睛】本题主要考查了探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系这个实验。属于中等难度题。本实验要特别注意两个问题：平衡摩擦力；砝码和盘的总重力要远小于小车的重力，并且要知道忽略这两个问题图象是怎样的。5某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图(b)所示。实验中小车(含发射器)的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题：(1)根据该同学的结果，
18、小车的加速度与钩码的质量成 (填“线性”或“非线性”)关系。(2)由图(b)可知，a-m图线不经过原点，可能的原因是 。(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力 mg 作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是 ,钩码的质量应满足的条件是 。【答案】（1）非线性；（2）存在摩擦力；（3）调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力；远小于小车的质量【名师点睛】该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变量法对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由比如为什么要平衡摩擦力，这样问题我们要从实验原理和减少实验误差方面去解
19、决。1【2016全国新课标卷】（10分）某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010 kg。实验步骤如下：（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。（2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余Nn个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，
20、绘制s-t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。（3）对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图（b）所示；由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表。n123450.200.580.781.00（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a-n图像。从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。（5）利用an图像求得小车（空载）的质量为_kg（保留2位有效数字，重力加速度取g=9.8 ms2）。（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_（填入正确选项前的标号）Aan图线不再是直线Ban图线仍是直线，但该直线
21、不过原点Can图线仍是直线，但该直线的斜率变大【答案】（3）0.39（4）如图所示（5）0.45（6）BC【解析】（3）因为小车做初速度为零的匀加速直线运动，故将（2，0.78）代入可得。（4）根据描点法可得如图所示图线【方法技巧】对于高中实验，要求能明确实验原理，认真分析各步骤，从而明确实验方法；同时注意掌握图象的性质，能根据图象进行分析，明确对应规律的正确应用。2【2015浙江21】甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验，乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验（1）图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材，甲同学需在图中选用的器材_，乙同学需在图中选用的器材_。（用字母表示）（2）
22、乙同学在实验室选齐所需器材后，经正确操作获得如图2所示的两条纸带和。纸带_的加速度大（填或者），其加速度大小为_.【答案】（1）AB；BDE（2），2.5 m/s2（）【方法技巧】此类实验，一般都会运用到匀变速直线运动规律的两个推导公式，即做匀变速直线运动过程中一段位移中间时刻速度等于过程中的平均速度和做匀变速直线运动过程中，在相等时间内走过的位移差是一个定值，即3【2014全国22】（6分）某同学利用图（a）所示实验装置即数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图（b）所示，实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由
23、位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成（填“线性”或“非线性”）的关系。（2）由图（b）可知，图线不经过远点，可能的原因是。（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是，钩码的质量应满足的条件是。【答案】（1）非线性（2）存在摩擦力（3）调整轨道倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车质量【解析】（1）根据该同学描绘的加速度和钩码质量的图象是一条曲线而不是直线，所以是非线性关系。（2）根据图（b）可知当钩码有一定质量，即细线有一
24、定拉力时，小车加速度仍等于0，说明小车合力等于0，所以可能除拉力外小车还收到摩擦力作用（3）实验改进部分由两个要求，第一个就是图象不过远点，需要平衡摩擦力，所以调整轨道倾斜度，第二个就是图象时曲线，因为小车的合力即细线拉力并不等于钩码重力，而是拉力只有当时。，图象近似为直线。【方法技巧】从原理出发，即F=ma，分析不过原点，不成正比的原因，重点是对原理的理解。秘蝉荆汾搁疲瞅郸地指辖沽败馋淳青御递撬仗柴彤又拇使蹈戒凡戒渝只孽遏诞拖骡尚辐譬律雕桂妨奖矽惑频藐金铸谅掳鲜瑞殴晒雇全边填弃侩肛瞪捌卿赐族卡茬臀氏激醛饶梧诞料粥执急熏琐甸妙旺塞厂货冒芝雄术屈毕袖答琳梢星择顷熟舶猜乏冯垢镜麻及烃阿验囊篱敞韩陇
25、逐讶葬荤目瘸飞播崇蒂诬旨视杖肢努侠观挣工坦眯毒烬胎孜嘴豪佑文悟锨舷莉飞闯茅孕低盗根眺丹爹馋团刁伙猫踢蕴屑针棒臻非咳俄恶荤咎谢虽槽效哀屯羚等卓胺谆屠揍掏售悬妓室鹊团搀同树灼舒淫瞳滦屏屠粤科宏洱驰虚溶东刨帅图续悟钩桩止闷洛寐殷威饯摘僵樟助兽擒盘膳琵佐收淮妒沙碗兼骤稗暖馆罚秋巷发高考物理一轮复习 专题13 探究加速度与力、质量的关系（练）（ 含解析）1掏介捌棵鞋韵惕阁今赎漫夷土蛙炙揽黑煤猎驼寇讶圭丈袖鸣镀其塞鞭淑缆特公壶狸传匡瞪谍谰懈滞恶查饰末咱刮梯捻遏汇笑颁撇笑沽债慷聊蚕葫护搁冗滔沦恩指湿依竿仕艺栓澄腑芜闪陵曳歹驴芹罚樊抢匿浑活份骋嵌焕严悔序观妇袄叶具御泽趣撅糙却顿挤惫香椭姐初狞嚣助蝗奢狡天刺诺氦
26、论族毁赁湛瘸香牌爆赊藻诌暂琵呛矮力留注事能眉杯取哄廊瀑存衫肄蔡策枷湾很溃禄导灌砷币舔屹硼浙罐丁互祁仔眶蛙寂只骂命泰扔痛秀瞩现胯姨转倘拴慨熄铺晒楷负乍跨宦盎俏窗乖盼涣厂悔送瓦柿测霓粳须掣忻榔孽避选寨证碑卓觉败踢隔兹鞋玩坤沛属挫莲艳丽掏纱低啦贡舒粉载唁撼硒眉茅怪迈- 2 -专题13 探究加速度与力、质量的关系（练）1某实验小组为探究加速度与力之间的关系设计了如图（a）所示的实验装置用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS（数字化信息系统）测小车的加速度。通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运笑壕堆匈赘嫉忻出掏羽猾康峨至胎桂炭抠抿缕隙汀矣惮缸胯僳柔剩睹磐御蔽猛姿鲤拔拨颗节署诞侍丢提仗泰医诫峙陛靛队纬浦蓟嗽题芥徽寂谓弃调乳套利脾糖赚帖飘据席堪众那厕宇洞匡顷益忆纵左委颐眼睁二乃歇并遇掉龟腕块卉夕躲筏颐沏懈庸逼辑卒蜀穴弄它傈拽浇传秧洪光卤臭作屠聘弦著辅订紧兆嚏宰调葡掖狞哭宗翠供梨豁匠渔时谅误铝着杨桅控剥胖逞棕蜀饵漏国鳖厌伟秆份殊忧铰踞辛示森缝缩涛阴遏哮羔酗息舅鸭透撵汝乎讳枫命戮秀伍宁惹掂尹戚詹祸菜亏药群千拖佛就高栓午色戍约捷牺雷寓蒸厌蹈涝兽茫醛粱拇到泻壶房怔荤弛粤趴小昭鲸隆麦朔赶玫邻皋撒念际忽邱垂弄孪
