第12讲 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系（讲义）（原卷版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）.docx

第12讲实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系

目录

01、考情透视，目标导航TOC\o1-3\h\u

02、知识导图，思维引航 2

03、考点突破，考法探究 2

考点一教材原型实验 2

知识点一、理清原理与操作 3

知识点二、掌握数据处理方法 3

知识点三、注意实验细节 4

知识点四、做好误差分析 4

考向1是否需要平衡阻力 4

考向2是否一定满足m?M 7

考点二拓展创新实验 8

考向1改进测量力的方案 9

考向2改进测量加速度的方案 10

04、真题练习，命题洞见 12

考情分析

2024·甘肃·高考真题物理试题

2024·江西·高考真题物理试题

2024·广东·高考真题物理试题

2024·浙江·高考真题物理试题

2022·山东·高考真题物理试题

复习目标

目标1.理解实验的原理，明确实验过程并能进行数据处理。

目标2.了解实验的注意事项，会对实验进行误差分析。

目标3.能理解创新实验的原理，并能运用相应的公式、函数处理数据。

考点一教材原型实验

知识点一、理清原理与操作

原理装置图

探究方法——控制变量法

操作

要领

(1)平衡：把木板的一侧垫高，平衡小车受到的阻力(改变小车或槽码质量，无需重新平衡阻力)。

(2)质量：槽码的质量远小于小车质量(若使用力传感器，或以小车与槽码的系统为研究对象无需满足此要求)。

(3)要测量的物理量

①小车与其上砝码的总质量(用天平测量)。

②小车受到的拉力(约等于槽码的重力)。

③小车的加速度(根据纸带用逐差法或根据光电门数据计算加速度)。

(4)其他：细绳与长木板平行；小车从靠近打点计时器的位置释放，在到达定滑轮前按住小车，实验时先接通电源，后释放小车。

知识点二、掌握数据处理方法

1．逐差法求加速度

先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度。

2．作图像找关系

(1)探究加速度与力的关系

以加速度a为纵轴、F为横轴，根据测量的数据描点，然后作出a-F图像，看图像是否是通过原点的直线，就能判断a与F是否成正比。

(2)探究加速度与质量的关系

以a为纵轴、M为横轴，根据各组数据在坐标系中描点，将会得到如图甲所示的一条曲线，由图线只能看出M增大时a减小，不能得出a与M的具体关系。若以a为纵轴、eq\f(1,M)为横轴，将会得到如图乙所示的一条过原点的倾斜直线，就能判断a与M成反比。

知识点三、注意实验细节

1．平衡阻力的方法：在长木板无滑轮的一端垫上小木块，使其适当倾斜，利用小车重力沿斜面方向的分力与摩擦力平衡。

2．判断小车是否做匀速直线运动，一般可目测，必要时可通过打点纸带，看上面各点间的距离是否均匀。

3．平衡摩擦力时要注意以下两点：

(1)平衡摩擦力时不能在细绳的另一端挂槽码。

(2)平衡摩擦力时必须让小车连上纸带，且让打点计时器处于工作状态。

知识点四、做好误差分析

1．偶然误差

(1)小车、槽码质量的测量。

(2)纸带上各计数点间距的测量。

2．系统误差

(1)平衡阻力不足或者过度。

(2)用槽码的重力替代细绳的拉力。

考向1是否需要平衡阻力

1．图甲是某研究性学习小组探究小车加速度与合外力关系的实验装置，长木板置于水平桌面上。细线一端与小车相连，另一端通过一个定滑轮和一个动滑轮与固定的弹簧测力计相连，动滑轮下悬挂一个沙桶。改变桶中沙的质量进行多次实验，并记录相关数据。请完成下列问题：

(1)某次实验中，小车释放后弹簧测力计示数如图乙所示，其读数为________N；

(2)实验中得到一条纸带，各计数点到A点的距离如图丙所示，相邻计数点间有四个点未标出，电源的频率为50Hz。由纸带可知小车的加速度大小为________m/s2(结果保留两位小数)；

(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，以小车的加速度a为纵坐标，画出的a-F图像可能正确的是________。

2．图甲是利用气垫导轨探究在外力一定的条件下，物体加速度与质量关系的实验装置。实验步骤如下：

①气垫导轨放在水平桌面上，并调至水平；

②用游标卡尺测出挡光条的宽度为L；

③由导轨上标尺读出两光电门中心之间的距离为s；

④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动后释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2；

⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间分别为Δt1和Δt2；

⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量为M；

⑦改变滑块的质量，重复步骤④⑤⑥进行多次实验。

根据上述实验回答下列问题：

(1)关于实验操作，下列说法正确的是______。(多选)

A．应先接通光电门后释放滑块

B．调节气垫导轨水平时，应挂上砝码

C．应调节定滑轮使细线