2023年高考物理精品讲练系列学案实验1探究加速度与力质量的关系doc高中物理.docx

2023高考物理精品讲练系列学案：实验（1）探究加速度与力、质量的关系 【例1】在“探究加速度与力、质量的关系〞的实验中,在研究加速度a与小车的质量M的关系时,由于没有注意始终满足Mm的条件,结果得到的图象应是以下列图中的 （ ） 答案 D 【例2】 某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,如下列图,图甲为实验装置简图.（交流电的频率为50 Hz） （1）图乙为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2.（保存两位有效数字） （2）保持砂和小砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的.数据如下表: 请在以下列图给出的方格坐标纸中画出a—图线,并根据图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是 . （3）保持小车质量不变,改变砂和小砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线,如以下列图所示.该图线不通过原点,其主要原因是 . 答案 （1）3.2 （2）a= 见以下列图 （3）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分 【例3】如图右所示，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移—时间（s-t）图象和速率—时间（v-t）图象.整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h.（取重力加速度g=9.8 m/s2，结果可保存一位有效数字）. （1）现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图线如以下列图所示.从图线可得滑块A下滑时的加速度a= m/s2， 摩擦力对滑块A运动的影响 .（填“明显，不可忽略〞或“不明显，可忽略〞） （2）此装置还可用来验证牛顿第二定律.实验时通过改变 可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变 可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系. （3）将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A′，给滑块A′一沿滑板向上的初速度，A′的s-t图线如以下列图所示.图线不对称是由于 造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ= （用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ= . 答案 （1）6 不明显，可忽略 （2）斜面高度h 滑块A的质量M及斜面的高度h，且使M和h保持不变 （3）滑块与斜面间存在滑动摩擦力作用 arcsin 0.6（arcsin 0.57～arcsin 0.64都算对） 0.3（0.2～0.4都算对） 1.关于验证牛顿运动定律的实验,以下说法中符合实际的是 （ ） A.通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究,能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系 B.通过保持小车质量不变,只改变小车的拉力的研究,就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系 C.通过保持小车受力不变,只改变小车质量的研究,就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系 D.先不改变小车质量,研究加速度与力的关系;再不改变力,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系 答案 D 2.在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律〞的实验时,以下说法中正确的选项是 （ ） A.平衡摩擦力时,应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上 B.连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行 C.平衡摩擦力后,长木板的位置不能移动 D.小车释放前应靠近打点计时器,且应先接电源再释放小车 答案 BCD 3.做“验证牛顿运动定律〞的实验,主要的步骤有 A.将一端附有定滑轮的长木板放在水平桌面上,取两个质量相等的小车,放在光滑的水平长木板上 B.翻开夹子,让两个小车同时从静止开始运动,小车运动一段距离后,夹上夹子,让它们同时停下来,用刻度尺分别测出两个小车在这一段时间内通过的位移大小 C.分析所得到的两个小车在相同时间内通过的位移大小与小车所受的水平拉力的大小关系,从而得到质量相等的物体运动的加速度与物体所受作用力大小的关系 D.在小车的后端也分别系上细绳,用一只夹子夹住这两根细绳 E.在小车的前端分别系上细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘内分别放着数目不等的砝码,使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量.分别用天平测出两个砝码盘和盘内砝码的总质量. 上述实验步骤,正确的排列顺序是 . 答案 AEDBC 4.如下列图,是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图,图中A为砂桶和砂,B为定滑轮,C为滑块及上面添加的砝码,D为纸带,E为电火花计时器,F为蓄电池,电压为6 V,K是电键, 请指出图中的三处错误. （1） ;（2） ; （3） . 答案 （1）B接滑块的细线应水平（或与导轨平行） （2）C滑块离计时器太远 （3）E电火花计时器用的是220 V的交流电,不能接直流电. 5.现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比〞这一物理 规律.给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面（如下列图）、小车、计时器一个、 米尺. （1）填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）. ①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2,记下所用的时间t. ②用米尺测量A1与A2之间的距离s,那么小车的加速度a= . ③用米尺测量A1相对于A2的高度h.设小车所受重力为mg,那么小车所受的合外力F= . ④改变 ,重复上述测量. ⑤以h为横坐标,1/t2为纵坐标,根据实验数据作图.如能得到一条过原点的直线,那么可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比〞这一规律. （2）在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是: ①调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑.测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0. ②进行（1）中的各项测量. ③计算与作图时用（h-h0）代替h. 对此方案有以下几种评论意见: A.方案正确可行 B.方案的理论依据正确,但利用所给器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动 C.方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关 其中合理的意见是 . 答案 （1）② ③mg ④斜面倾角（或h的数值） （2）C 6.假设测得某一物体质量M一定时,a与F的有关数据资料如下表所示. （1）根据表中数据,在以下列图坐标中画出a—F图象. （2）根据图象判定:当M一定时,a与F的关系为 . 答案 （1）见右图 （2）正比关系 知识整合 演练高考 题型1 惯性的应用 【例1】（2023·全国Ⅰ·15）如下列图,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,假设忽略小球与小车间的摩擦力,那么在此段时间内小车可能是 （ ） A.向右做加速运动 B.向右做减速运动 C.向左做加速运动 D.向左做减速运动 答案 AD 题型2 用牛顿第二定律分析问题 【例2】（2023·宁夏·20）有一固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶 相连.小球某时刻正处于如下列图状态.设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为T, 关于此时刻小球的受力情况,以下说法正确的选项是 （ ） A.假设小车向左运动,N可能为零 B.假设小车向左运动,T可能为零 C.假设小车向右运动,N不可能为零 D.假设小车向右运动,T不可能为零 答案 AB 题型3 超重与失重 【例3】（2023·山东·17）以下实例属于超重现象的是 （ ） A.汽车驶过拱形桥顶端 B.荡秋千的小孩通过最低点 C.跳水运发动被跳板弹起,离开跳板向上运动 D.火箭点火后加速升空 答案 BD 题型4 综合动力学问题 【例4】（2023·江苏·19）如下列图,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环.棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg（k>1）.断开轻绳,棒和环自由下落.假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无动能损失.棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计.求: （1）棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,环的加速度. （2）从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间,棒运动的路程s. （3）从断开轻绳到棒和环都静止,摩擦力对环及棒做的总功W. 答案 （1）（k-1）g,方向竖直向上 （2） （3） 1.（2023·广东·1）伽利略在著名的斜面实验中,让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有 （ ） A.倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间成正比 B.倾角一定时,小球在斜面上的速度与时间成正比 C.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关 D.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时所需的时间与倾角无关 答案 B 2.（2023·广东理科根底·12）质量为m的物体从高处由静止释放后竖直下落,在某时刻受到的空气阻力为f ,加速度为a=g,那么f的大小是 （ ） A.f =mg B.f =mg C.f =mg D.f = mg 答案 B 3.（2023·山东·19）直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子,如下列图.设投放初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持图示姿态.在箱子下落过程中,以下说法正确的选项是 （ ） A.箱内物体对箱子底部始终没有压力 B.箱子刚从飞机上投下时,箱内物体受到的支持力最大 C.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D.假设下落距离足够长,箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来〞 答案 C 4.（2023·江苏·7）如下列图,两光滑斜面的倾角分别为30°和45°、质量分别为2m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接（不计滑轮的质量和摩擦）,分别置于两个斜面上并由静止释放;假设交换两滑块位置,再由静止释放,那么在上述两种情形中正确