2026新高考物理一轮复习专练 第三章　第16课时　实验四：探究加速度与物体受力、物体质量的关系（原卷版）.docxVIP

第三章运动和力的关系

第16课时实验四：探究加速度与物体受力、物体质量的关系

目录TOC\o1-3\h\u

考点一实验技能储备 1

1.实验目的 1

2.实验原理 2

3.实验器材 2

4.实验过程 2

5.数据处理 2

6.注意事项 3

7.误差分析 3

考点二探索创新实验 5

【限时训练】（限时：50分钟） 7

【考情分析·探规律】

考

情

分

析

知识点

年份

涉及试卷及题号

动力学中的连接体和临界、极值问题

2021

海南卷

2022

山东卷·13

2023

北京卷·6

2024

浙江1月选考·16Ⅰ

试题

情境

生活实践类

跳水、蹦床、蹦极、火箭发射、无人机、跳伞运动、电梯内的超重及失重

学习探究类

传送带模型，板块模型，探究加速度与力、质量的关系，测量动摩擦因数

【知识梳理】

考点一实验技能储备

1.实验目的

(1)学会用控制变量法研究物理量之间的关系。

(2)探究加速度与力、质量的关系。

(3)掌握利用图像处理数据的方法。

2.实验原理

(1)保持质量不变，探究加速度与合外力的关系。

(2)保持合外力不变，探究加速度与质量的关系。

(3)作出a－F图像和a－1m图像，确定a与F、m

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、坐标纸等。

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(即不给小车牵引力)。

(3)平衡阻力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上垫木，使小车能匀速下滑。

(4)操作：①槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，断开电源，取下纸带，编上号码。

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－1m

5.数据处理

(1)利用逐差法或v－t图像法求a。

(2)以a为纵坐标，F为横坐标，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为纵坐标，1m为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，就能判定a与m

6.注意事项

(1)开始实验前首先平衡阻力：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小车和纸带受到的阻力。在平衡阻力时，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阻力。

(3)实验必须保证的条件：m?m。

(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打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车碰到滑轮前按住小车。

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)平衡阻力不准确、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。

【小试牛刀】

【典例】1.(2025·山东烟台市校考)用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

(1)除了图中所给器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是(选填正确选项的字母)。?

A.秒表 B.天平(含砝码)

C.弹簧测力计 D.刻度尺

(2)实验前平衡阻力的做法是：把实验器材安装好，先不挂沙桶，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。用垫块把木板不带滑轮一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向下运动，并不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做运动。?

(3)为使沙桶和沙的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，需满足的条件是沙桶及沙的总质量小车的总质量。(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)?

(4)实验中打出的一条纸带的一部分如图乙所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时，小车的速度vB＝m/s。多测几个点的速度作出v－t图像，就可以算出小车的加速度。

(5)为探究加速度和力的关系，要保证的总质量不变，改变沙桶内沙的质量，重复做几次实验，通过实验数据来研究加速度和力的关系。

(6)在探究加速度与力的关系时，该同学根据实验数据作出的a－F图像如图丙所示，发现该图线不通过坐标原点且BC段明显偏离直线，分析其产生的原因，下列说法正确的是。?

A.不通过坐标原点可能是因为平衡阻力不足

B.不通过坐标原点可能是因为平衡阻力过度