第12讲 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系（复习讲义）（北京专用）（解析版）-2026年高考物理一轮复习讲练.docxVIP

PAGE1/NUMPAGES2

第12讲实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系

目录TOC\o1-3\h\z\u

01考情解码·命题预警 1

02体系构建·思维可视 3

03核心突破·靶向攻坚 5

考点一教材原型实验 5

知识点教材原型实验：探究加速度与力、质量的关系 5

考向1实验原理与操作 8

考向2数据处理与误差分析 11

归纳总结a?F图像三种情况说明 15

考点二拓展创新实验 15

知识点方案的改进 15

考向拓展创新实验 16

04真题溯源·考向感知 21

考点要求

考察形式

2025年

2024年

2023年

教材原型实验

?选择题

?非选择题

\

\

\

拓展创新实验

?选择题

?非选择题

\

\

\

考情分析：

各地高考对探究加速度与物体受力、物体质量的关系这个实验的考查频度较高，考查多以原型实验为基础，借助创新方案或者传感器等方式对该问题做一研究考查。

命题情境：

生活实践类：采用小车木板打点计时器实验装置，也可以采用小车光电门装置。

学习探究类：力的测量，加速度的测量。

常用方法：图像法、极限法

复习目标：

目标一：掌握实验的原理，通过采集的数据利用图像，探究加速度与物体受力、物体质量的关系，并会做出必要的误差分析。

目标二：能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。

考点一教材原型实验

知识点教材原型实验：探究加速度与力、质量的关系

一、实验目的

1.学会用控制变量法研究物理规律；

2.探究加速度与力、质量的关系；

3.学会用图像法处理数据，得出结论。

二、实验思路

1.实验的基本思想——控制变量法

（1）保持小车质量M不变：通过增减槽码的方式改变作用于小车的力F，测出小车相应的加速度a，则可得a与F的关系。

（2）保持拉力F不变：通过在小车上增减砝码的方式改变小车的质量M，测出相应的加速度a，则可得a与M的关系。

2.物理量的测量

（1）小车质量的测量：用天平测量。为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。

（2）加速度的测量

①方法1：让小车做初速度为0的匀加速直线运动，用刻度尺测量小车的位移x，并用秒表测量发生这段位移所用的时间t，然后由x=12at2得a=2xt2

②方法2：由纸带根据公式Δx=aT2，结合逐差法计算出小车的加速度。

③方法3：不直接测量加速度，可测不同情况下物体加速度之比，例如：让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体运动时间t相等，测出各自的位移x1、x2，则a1a2

（3）力的测量

补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力后，小车受到的拉力等于小车所受的合力，在槽码的质量比小车的质量小得多时，可认为小车所受的拉力近似等于槽码所受的重力。

三、实验器材

带有定滑轮的木板、薄垫块、小车、细线、槽码、打点计时器、纸带、交流电源、天平、砝码、刻度尺。

四、实验原理及装置图

实验装置如图所示，用控制变量法先保持F不变，探究a和M的关系，再保持M不变，探究a和F的关系。加速度可以根据纸带上打出的点测量，拉力近似等于槽码的重力。

五、进行实验

（一）案例1

1.安装实验器材：将小车置于带有定滑轮的木板上，将纸带穿过打点计时器后挂在小车尾部。

2.补偿阻力：用薄垫块将不带定滑轮的一端垫高，调整其倾斜程度，直到小车运动时打点计时器在纸带上打出的点分布均匀为止，即使小车能匀速下滑。

3.悬挂槽码：在细线一端挂上槽码，另一端通过定滑轮系在小车前端。

4.收集纸带数据：将小车靠近打点计时器后开启打点计时器，并让小车由静止释放，打点计时器在纸带上打出一系列点，据此计算出小车的加速度。

5.改变小车受力

保持小车的质量不变，通过改变槽码的数量，改变槽码的总质量（槽码的总质量远小于小车质量）。每次实验接通电源后静止释放小车，用纸带记录小车的运动情况。取下纸带，并在相应纸带上标上号码及所挂槽码的总重力m1g、m2g、m3g…

6.改变小车质量

保持槽码（小车所受的拉力）不变，通过增加或减少小车上的砝码的方式，改变小车的质量，接通电源后静止释放小车，用纸带记录小车的运动情况。在每次实验得到的纸带上标上号码及小车和砝码的总质量M1、M2、M3…

7.求加速度：用公式Δx=aT2，求得小车的加速度a，将得到的数据填入相应表格中，以便进行数据处理。

（二）案例2

1.如图，将两辆相同的小车放在水平木板上，前端各系一条细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘。

2.把木板一端垫高，补偿木板的摩擦力的影响。

3.将两小车后端各系一条细线，用一个物体（如黑板擦）把两条细线同时按压在木板上。

4.抬起物体（黑板擦），两小车同时开始运动，按