第12講 實(shí)驗(yàn)：探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系（課件）-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考）

教師：XXX2025年高考一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)新教材新高考新教材新高考第12講實(shí)驗(yàn)：探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系

01考情分析目標(biāo)導(dǎo)航02知識(shí)導(dǎo)圖思維引航03考點(diǎn)探究考法突破04真題練習(xí)命題洞見(jiàn)目錄contents01考情分析目標(biāo)導(dǎo)航復(fù)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)1.理解實(shí)驗(yàn)的原理，明確實(shí)驗(yàn)過(guò)程并能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。目標(biāo)2.了解實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析。目標(biāo)3.能理解創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的原理，并能運(yùn)用相應(yīng)的公式、函數(shù)處理數(shù)據(jù)。2024·甘肅·高考真題物理試題2024·江西·高考真題物理試題2024·廣東·高考真題物理試題2024·浙江·高考真題物理試題2022·山東·高考真題物理試題考情分析考情分析02知識(shí)導(dǎo)圖思維引航思維導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)：探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系教材原型實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材創(chuàng)新原理與操作補(bǔ)償摩擦、力的測(cè)量、質(zhì)量的測(cè)量數(shù)據(jù)處理方法注意實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)誤差分析逐差法測(cè)加速度作圖像找關(guān)系偶然誤差系統(tǒng)誤差實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新實(shí)驗(yàn)原理創(chuàng)新03考點(diǎn)探究考法突破教材原型實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)1是否需要平衡摩擦力考點(diǎn)2是否一定滿足m?M考點(diǎn)3考航導(dǎo)點(diǎn)考點(diǎn)4拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)1

理清原理與操作原理裝置圖______________________________________________操作要領(lǐng)(1)平衡：把木板的一側(cè)墊高，平衡小車(chē)受到的阻力(改變小車(chē)或槽碼質(zhì)量，無(wú)需重新平衡阻力)。(2)質(zhì)量：槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量(若使用力傳感器，或以小車(chē)與槽碼的系統(tǒng)為研究對(duì)象無(wú)需滿足此要求)。(3)要測(cè)量的物理量①小車(chē)與其上砝碼的總質(zhì)量(用天平測(cè)量)。②小車(chē)受到的拉力(約等于槽碼的重力)。③小車(chē)的加速度(根據(jù)紙帶用逐差法或根據(jù)光電門(mén)數(shù)據(jù)計(jì)算加速度)。(4)其他：細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行；小車(chē)從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置釋放，在到達(dá)定滑輪前按住小車(chē)，實(shí)驗(yàn)時(shí)先接通電源，后釋放小車(chē)。

知識(shí)點(diǎn)2.掌握數(shù)據(jù)處理方法考點(diǎn)一力的合成1.逐差法求加速度

先在紙帶上標(biāo)明計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，根據(jù)逐差法計(jì)算各條紙帶對(duì)應(yīng)的加速度。2.作圖像找關(guān)系

考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)3

注意實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)

1.平衡阻力的方法：在長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊上小木塊，使其適當(dāng)傾斜，利用小車(chē)重力沿斜面方向的分力與摩擦力平衡。

2.判斷小車(chē)是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)，一般可目測(cè)，必要時(shí)可通過(guò)打點(diǎn)紙帶，看上面各點(diǎn)間的距離是否均勻。

3.平衡摩擦力時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：(1)平衡摩擦力時(shí)不能在細(xì)繩的另一端掛槽碼。(2)平衡摩擦力時(shí)必須讓小車(chē)連上紙帶，且讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處于工作狀態(tài)?？键c(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)4

做好誤差析1.偶然誤差(1)小車(chē)、槽碼質(zhì)量的測(cè)量。(2)紙帶上各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距的測(cè)量。2.系統(tǒng)誤差(1)平衡阻力不足或者過(guò)度。(2)用槽碼的重力替代細(xì)繩的拉力?？枷?是否需要平衡阻力1.圖甲是某研究性學(xué)習(xí)小組探究小車(chē)加速度與合外力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，長(zhǎng)木板置于水平桌面上。細(xì)線一端與小車(chē)相連，另一端通過(guò)一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪與固定的彈簧測(cè)力計(jì)相連，動(dòng)滑輪下懸掛一個(gè)沙桶。改變桶中沙的質(zhì)量進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。請(qǐng)完成下列問(wèn)題：(1)某次實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)釋放后彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為_(kāi)_________________N；

到精確位的下一位去估讀，且估讀位因人而異

1.52

考向1是否需要平衡阻力

注意橫軸只是代表彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，并非是物體所受的合外力。

A考向1是否需要平衡阻力2.圖甲是利用氣墊導(dǎo)軌探究在外力一定的條件下，物體加速度與質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

氣墊導(dǎo)軌創(chuàng)造了一個(gè)近似無(wú)摩擦的環(huán)境考向1是否需要平衡阻力根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)題：(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，下列說(shuō)法正確的是_______。(多選)ACA.應(yīng)先接通光電門(mén)后釋放滑塊

B.調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平時(shí)，應(yīng)掛上砝碼C.應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪使細(xì)線和氣墊導(dǎo)軌平行

D.每次都應(yīng)將滑塊從同一位置由靜止釋放

先接通光電門(mén)后釋放滑塊，以確保滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)，能計(jì)時(shí)掛上砝碼后，滑塊受拉力作用，因此在調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平時(shí)應(yīng)不掛砝碼使細(xì)線和氣墊導(dǎo)軌平行的目的是使滑塊所受拉力與運(yùn)動(dòng)方向相同記錄的是擋光時(shí)間，不需要每次經(jīng)過(guò)時(shí)速度相等不需要每次都從同一位置由靜止釋放

考向1是否需要平衡阻力

沒(méi)有選取滑塊和砝碼、砝碼盤(pán)一起作為研究對(duì)象(或M沒(méi)有加上砝碼和砝碼盤(pán)的質(zhì)量)

圖像出現(xiàn)了縱截距，原因是沒(méi)有選取滑塊和砝碼、砝碼盤(pán)一起作為研究對(duì)象(或M沒(méi)有加上砝碼和砝碼盤(pán)的質(zhì)量)。

是否需要平衡阻力1．在探究放在長(zhǎng)木板上的小車(chē)的加速度與所受的合外力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，為了使細(xì)繩的拉力作為小車(chē)所受的合外力，必須平衡小車(chē)所受的摩擦力。2．在利用氣墊導(dǎo)軌探究滑塊加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，只要?dú)鈮|導(dǎo)軌處于水平狀態(tài)，細(xì)繩的拉力即為滑塊所受的合外力，此時(shí)不必使導(dǎo)軌適當(dāng)傾斜。考向2

是否一定滿足m?M3.(2024年1月·廣西高考適應(yīng)性演練)某同學(xué)進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖：(1)實(shí)驗(yàn)用到的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是用來(lái)記錄________和______的儀器；時(shí)間距離(2)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)將長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端墊高，使得小車(chē)在不受牽引時(shí)能拖動(dòng)紙帶沿長(zhǎng)木板做____________運(yùn)動(dòng)，該操作的目的是補(bǔ)償阻力；

勻速直線實(shí)驗(yàn)用到的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是用來(lái)記錄時(shí)間和距離的儀器。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)將長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端墊高，使得小車(chē)在不受牽引時(shí)能拖動(dòng)紙帶沿長(zhǎng)木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，該操作的目的是補(bǔ)償阻力，平衡摩擦力考向2

是否一定滿足m?M

考向2

是否一定滿足m?M4.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下方案研究質(zhì)量一定時(shí)加速度與合外力的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要進(jìn)行的操作是_____。AC

考向2

是否一定滿足m?M

1

未完全平衡摩擦力根據(jù)公式2F＝Ma，得a＝，圖像的斜率k＝＝2，則M＝1kg。

是否需要平衡阻力

考點(diǎn)二拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新角度實(shí)驗(yàn)舉例實(shí)驗(yàn)器材創(chuàng)新_______________________位移傳感器，速度傳感器，拉力傳感器，氣墊導(dǎo)軌，光電門(mén)實(shí)驗(yàn)原理創(chuàng)新____________________

考點(diǎn)二拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新角度實(shí)驗(yàn)舉例實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新考向1

改進(jìn)測(cè)量力的方案

不需要

考向1

改進(jìn)測(cè)量力的方案

0.638

D

考向2

改進(jìn)測(cè)量加速度的方案

(2)在上述實(shí)驗(yàn)中，下列操作步驟中必須做到的是___。BA.要用天平稱(chēng)量小車(chē)質(zhì)量

B.鉤碼的質(zhì)量應(yīng)該遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量C.通過(guò)增減配重片來(lái)改變小車(chē)的質(zhì)量

D.不論軌道光滑與否，軌道一定要保持水平采用控制變量法，只要保證小車(chē)質(zhì)量不變就行，不需要測(cè)量小車(chē)質(zhì)量

軌道光滑時(shí)不需要補(bǔ)償阻力，軌道保持水平，軌道不光滑時(shí)，要使軌道傾斜來(lái)補(bǔ)償阻力考向2

改進(jìn)測(cè)量加速度的方案(3)上述實(shí)驗(yàn)用光電門(mén)來(lái)測(cè)量小車(chē)運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，若考慮擋光片的寬度，得到的速度測(cè)量值和真實(shí)值相比___。BA.偏大

B.偏小

C.一樣大

D.都有可能(4)為了研究加速度和力的關(guān)系，某同學(xué)選擇畫(huà)小車(chē)的加速度與鉤碼質(zhì)量的關(guān)系圖線，如圖所示。分析發(fā)現(xiàn)圖線在橫軸上有截距，這是因?yàn)開(kāi)_______________________。小車(chē)與軌道間存在摩擦力小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，用光電門(mén)測(cè)出的是擋光過(guò)程的平均速度，其等于擋光過(guò)程的中間時(shí)刻的速度，小于小車(chē)實(shí)際的末速度

由圖知，當(dāng)鉤碼質(zhì)量大于某值時(shí)，小車(chē)才有加速度，說(shuō)明小車(chē)與軌道間存在摩擦力，當(dāng)繩子拉力大于摩擦力時(shí)小車(chē)才動(dòng)起來(lái)04真題練習(xí)命題洞見(jiàn)

(1)以下操作正確的是___(單選，填正確答案標(biāo)號(hào))。A.使小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)小于槽碼質(zhì)量

B.調(diào)整墊塊位置以補(bǔ)償阻力C.補(bǔ)償阻力時(shí)移去打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶

D.釋放小車(chē)后立即打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B為使小車(chē)所受合外力大小近似等于槽碼的總重力，故應(yīng)使小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于槽碼質(zhì)量為了保證小車(chē)所受細(xì)線拉力等于小車(chē)所受合力，則需要調(diào)整墊塊位置以補(bǔ)償阻力，也要保持細(xì)線和長(zhǎng)木板平行補(bǔ)償阻力時(shí)不能移去打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶，需要通過(guò)紙帶上點(diǎn)跡是否均勻來(lái)判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng)為了充分利用紙帶，應(yīng)先打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器再釋放小車(chē)

D

反比槽碼

(1)實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)軌道右端滑輪高度，使細(xì)線與軌道平行，再適當(dāng)墊高軌道左端以平衡小車(chē)所受摩擦力。

序號(hào)123450.0200.0400.0600.0800.1000.260.550.821.081.36序號(hào)678150.1200.1400.1600.3001.671.952.203.92較大較小

在坐標(biāo)系中進(jìn)行描點(diǎn)，結(jié)合其他點(diǎn)用平滑的曲線擬合，使盡可能多的點(diǎn)在線上，不在線上的點(diǎn)均勻分布在線的兩側(cè)，如圖所示

遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量見(jiàn)解析

平衡摩擦力2.86木板右端抬高的目的是平衡摩擦力，使得外力的測(cè)量變得更簡(jiǎn)單

(2)在“長(zhǎng)度的測(cè)量及其測(cè)量工具的選用”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量一例柱體的長(zhǎng)度，示數(shù)如圖丙所示，圖丁為局部放大圖，讀數(shù)為_(kāi)_____cm。4.108

主尺上讀露出整毫米，游標(biāo)尺找第幾根與主尺某根對(duì)齊

(3)在“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)過(guò)程中，在光具座上安裝光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可調(diào)節(jié)。打開(kāi)并調(diào)節(jié)______。使光束沿遮光筒的軸線把光屏照亮。取下光屏，裝上單縫、雙縫和測(cè)量頭。調(diào)節(jié)測(cè)量頭，并緩慢調(diào)節(jié)單縫的角度直到目鏡中觀察到__________。光源干涉條紋在光具座上安裝光源、遮光筒和光屏，遮光筒不可調(diào)節(jié)，打開(kāi)并調(diào)節(jié)光源，使光束沿遮光筒的軸線把光屏照亮，取下光屏，裝上、雙縫和測(cè)量頭，調(diào)節(jié)測(cè)量頭，并緩慢調(diào)節(jié)單縫的角度直到目鏡中觀察到干涉條紋。

(1)該實(shí)驗(yàn)中同時(shí)研究三個(gè)物理量間關(guān)系是很困難的，因此我們采用的研究方法是___；BA.放大法

B.控制變量法

C.補(bǔ)償法該實(shí)驗(yàn)中同時(shí)研究三個(gè)物理量間關(guān)系是很困難的，因此我們可以控制其中一個(gè)物理量不變，研究另外兩個(gè)物理量之間的關(guān)系(2)該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作正確的是___；BA.補(bǔ)償阻力時(shí)小車(chē)未連接紙帶B.先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，后釋放小車(chē)C.調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)繩與水平桌面平行補(bǔ)償阻力時(shí)小車(chē)需要連接紙帶，一方面是需要連同紙帶所受的阻力一并平衡，另外一方面是通過(guò)紙帶上的點(diǎn)間距判斷小車(chē)是否在長(zhǎng)木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)由于小車(chē)速度較快，且運(yùn)動(dòng)距離有限，打出的紙帶長(zhǎng)度也有限，為了能在長(zhǎng)度有限的紙帶上盡可能多地獲取間距適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，后釋放小車(chē)為使小車(chē)所受拉力與速度同向，應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行(3)在小車(chē)質(zhì)量________(選填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”)槽碼質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為細(xì)繩拉力近似等于槽碼的重力。上述做法引起的誤差為_(kāi)_________(選填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)。為減小此誤差，下列可行的方案是___；遠(yuǎn)大于系統(tǒng)誤差CA.用氣墊導(dǎo)軌代替普通導(dǎo)軌，滑塊代替小車(chē)B.在小車(chē)上加裝遮光條，用光電計(jì)時(shí)系統(tǒng)代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C.在小車(chē)與細(xì)繩之間加裝力傳感器，測(cè)出小車(chē)所受拉力大小

引起的誤差是由于實(shí)驗(yàn)方法或原理不完善造成的，特點(diǎn)是總是偏大或者總是偏小，屬于系統(tǒng)誤差。誤差是將細(xì)繩拉力用槽碼重力近似替代所引入的，不是由于車(chē)與木板間存在阻力(實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)補(bǔ)償了阻力)或是速度測(cè)量精度低造成的，為減小此誤差，可在小車(chē)與細(xì)繩之間加裝力傳感器，測(cè)出小車(chē)所受拉力大小

A

6.15~6.251.7~2.1②利用圖1裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，需調(diào)整的是________。A.換成質(zhì)量更小的小車(chē)

B.調(diào)整長(zhǎng)木板的傾斜程度C.把鉤碼更換成砝碼盤(pán)和砝碼

D.改變連接小車(chē)的細(xì)繩與長(zhǎng)木板的夾角利用圖1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要滿足小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量，所以不需要換質(zhì)量更小的車(chē)?yán)脠D1裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要利用小車(chē)斜向下的分力以平衡其摩擦阻力，所以需要將長(zhǎng)木板安打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端較滑輪一端適當(dāng)?shù)母咭恍?/p>

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需將連接砝碼盤(pán)和小車(chē)的細(xì)繩應(yīng)跟長(zhǎng)木板始終保持平行，與之前的相同BC(2)“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示，在該實(shí)驗(yàn)中，①下列說(shuō)法正確的是________；A.拉著細(xì)繩套的兩只彈簧秤，穩(wěn)定后讀數(shù)應(yīng)相同

B.在已記錄結(jié)點(diǎn)位置的情況下，確定一個(gè)拉力的方向需要