《2025年高考帮高中物理》

10.[$F - t$图像 + $a - t$图像/多选]水平地面上有一质量为$m_{1}$的长木板，木板的左端放有一质量为$m_{2}$的小物块，如图(1)所示. 用水平向右的拉力$F$作用在物块上，$F$随时间$t$的变化关系如图(2)所示，其中$F_{1}$、$F_{2}$分别为$t_{1}$、$t_{2}$时刻$F$的大小. 木板的加速度$a_{1}$随时间$t$的变化关系如图(3)所示. 已知木板与地面间的动摩擦因数为$\mu_{1}$，物块与木板间的动摩擦因数为$\mu_{2}$. 假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为$g$. 则 （ ）


A. $F_{1}=\mu_{1}m_{1}g$
B. $F_{2}=\frac{m_{2}(m_{1}+m_{2})}{m_{1}}(\mu_{2}-\mu_{1})g$
C. $\mu_{2}＞\frac{m_{1}+m_{2}}{m_{2}}\mu_{1}$
D. 在$0\sim t_{2}$时间段物块与木板加速度相等

答案： 10. **BCD**：结合图
(3)可知在 0∼t1​ 时间内，物块与木板之间摩擦力为静摩擦力，物块与木板均静止，在 t1​∼t2​ 时间内，物块与木板之间摩擦力仍为静摩擦力，物块与木板一起滑动，D 正确；把物块和木板看成整体，在 t1​ 时刻，由牛顿第二定律有 F1​−μ1​(m1​+m2​)g=0，解得 F1​=μ1​(m1​+m2​)g，A 错误；t2​ 时间后，物块相对于木板滑动，木板所受的滑动摩擦力为恒力，做匀加速直线运动，设 t2​ 时刻木板的加速度为 a，在 t2​ 时刻，对木板由牛顿第二定律有 μ2​m2​g−μ1​(m1​+m2​)g=m1​a>0，显然 μ2​>m2​m1​+m2​​μ1​，C 正确；t2​ 时刻，对物块由牛顿第二定律有 F2​−μ2​m2​g=m2​a，联立解得 F2​=m1​m2​(m1​+m2​)​(μ2​−μ1​)g，B 正确。 

11.[$a - F$图像/2024 江苏扬州新华中学校考]如图甲所示，光滑斜面上有固定挡板$A$，斜面上叠放着小物块$B$和薄木板$C$，木板下端位于挡板$A$处，整体处于静止状态. 木板$C$受到逐渐增大的沿斜面向上的拉力$F$作用时，木板$C$的加速度$a$与拉力$F$的关系图像如图乙所示，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度$g = 10\ m/s^{2}$，则由图像可知下列说法正确的是 ( )


A. $10\ N＜F＜15\ N$时物块$B$和木板$C$相对滑动
B. 木板和物块两者间的动摩擦因数不可求出
C. 由题目条件可求木板$C$的质量
D. $F＞15\ N$时物块$B$和木板$C$相对滑动

答案：
 11. D：由图乙可知，当 F<10N 时，物块 B 和木板 C 均静止，当 10N<F<15N 时，物块 B 和木板 C 一起加速运动，当 F>15N 时，木板 C 的加速度 a 与拉力 F 的关系图像发生弯折，可知此时物块 B 和木板 C 发生了相对滑动，选项 A 错误，选项 D 正确；因为当 F2​=15N 时，a=2.5m/s2，此时物块和木板开始发生相对滑动，物块和木板之间的静摩擦力达到最大，对物块有 μmgcosθ−mgsinθ=ma，对木板和物块组成的整体，当 F1​=10N 时，a=0，有 F1​=(M+m)gsinθ，当 F2​=15N 时，a=2.5m/s2，有 F2​−(M+m)gsinθ=(M+m)a，联立求解得 M+m=2kg，sinθ=​，μ=
但是不能求解木板 C 的质量，选项 B、C 错误。

实验四 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
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1.实验目的
（1）学会用控制变量法研究物理规律.
（2）探究加速度与物体受力、物体质量的关系.
（3）掌握利用图像处理数据的方法.

答案：

2.实验原理
（1）保持质量不变，探究加速度跟[1]______的关系.
（2）保持合力不变，探究加速度与[2]______的关系.
（3）作出$a - F$图像和$a - \frac{1}{m}$图像，确定$a$与$F、m$的关系.

答案： [1]合力 [2]质量

3.实验器材
小车、槽码、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、学生电源、导线、纸带、天平、刻度尺、坐标纸.

答案：

4.实验过程
（1）测量：用天平测量槽码的质量$m'$和小车的质量$m$.
（2）安装：按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上（即不给小车[3]______）.

（3）平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能[4]______下滑.
（4）操作：①槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先[5]______后[6]______，断开电源，取下纸带，编号码.
②保持小车的质量$m$不变，改变槽码的质量$m'$，重复步骤①.
③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，计算加速度$a$.
④描点作图，作$a - F$的图像.
⑤保持槽码的质量$m'$不变，改变小车质量$m$，重复步骤①和③，作$a - \frac{1}{m}$图像.

答案：  [3]牵引力 [4]匀速 [5]接通电源 [6]释放小车 

5.数据处理
（1）利用逐差法或$v - t$图像法求$a$.
（2）以$a$为纵轴，$F$为横轴，描点、画线，如果该线为过原点的直线，说明$a$与$F$成正比.
（3）以$a$为纵轴，$\frac{1}{m}$为横轴，描点、画线，如果该线为过原点的直线，就能判定$a$与$m$成反比.

答案：

6.注意事项
（1）开始实验前首先平衡摩擦力：适当垫高木板不带定滑轮的一端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡[7]______.在平衡摩擦力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动.
（2）实验过程中不用重复平衡摩擦力.
（3）实验必须保证的条件：[8]______.
（4）一先一后一按：改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近[9]______，并应先[10]______，后[11]______，且应在小车到达定滑轮前按住小车.

答案： [7]小车和纸带受到的摩擦力 [8]m>>m' [9]打点计时器 [10]接通电源 [11]释放小车

7.误差分析
（1）实验原理不完善：本实验用槽码的总重力$m'g$代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于槽码的总重力.
（2）平衡摩擦力不准确、质量测量不准确、计数点间距离测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差.
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答案：