考点13 实验四 探究加速度与力和质量的关系（核心考点精讲精练）-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（新高考专用）

考点13 实验四：探究加速度与力和质量的关系 1. 3年真题考点分布 题型 实验探究题 高考考点 1.探究加速度与力和质量的关系实验的基本要求； 2.探究加速度与力和质量的关系实验的基本要求； 3.探究加速度与力和质量的关系实验的基本要求； 4.测定物体重力加速度实验； 新高考 2023 上海卷18题 2022 山东卷13题、辽宁卷12题 2021 湖南卷11题、辽宁卷11题 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计5次，主要考查： 1. 探究加速度与力和质量的关系实验的基本要求； 2. 探究加速度与力和质量的关系实验的基本要求； 3. 探究加速度与力和质量的关系实验的基本要求； 4. 测定物体重力加速度实验； 【备考策略】熟练理解并掌握牛顿第二定律，加深对加速度与力合质量的关系实验的进一步理解；复习时，要掌握本实验的基本实验要求，实验的数据处理、注意事项和误差分析的方法，努力提高科学探索创新能力，优化实验的改进方法，培养较好的科学探究素养。 【命题预测】2021----2023年全国各地高考题中出现探究加速度与力和质量的关系实验的次数比较少，已出现过的省份，2024年再次出现的概率不大，未出现过的省份还需要引起重视，不能掉以轻心。 考法1 实验基本要求 1. 实验目的 （1） 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） 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，探究加速度跟合外力的关系. （2）保持合外力不变，探究加速度与质量的关系. （3）作出a－F图象和a－图象，确定其关系. 3. 实验器材 小车、砝码、小盘、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺. 4. 实验步骤 （1）测量：用天平测量小盘和砝码的质量m′和小车的质量m. （2）安装：按照如图1所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力). 图1 (3)平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑. (4)操作：①小盘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，取下纸带编号码. ②保持小车的质量m不变，改变小盘和砝码的质量m′，重复步骤①. ③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a. ④描点作图，作a－F的图象. ⑤保持小盘和砝码的质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤①和③，作a－图象. 【典例1】（2022·浙江·统考高考真题）（1）①“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置如图1所示，长木板水平放置，细绳与长木板平行。图2是打出纸带的一部分，以计数点O为位移测量起点和计时起点，则打计数点B时小车位移大小为______cm。由图3中小车运动的数据点，求得加速度为______m/s2（保留两位有效数字）。 ②利用图1装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，需调整的是______。 A．换成质量更小的小车                B．调整长木板的倾斜程度 C．把钩码更换成砝码盘和砝码        D．改变连接小车的细绳与长木板的夹角 （2）“探究求合力的方法”的实验装置如图4所示，在该实验中， ①下列说法正确的是______； A．拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同                 B．在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点 C．测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦 D．测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板 ②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要______（选填“2”、“3”或“4”）次把橡皮条结点拉到O点。 （2023·福建南平·统考模拟预测）某学习小组利用如图甲实验装置探究小车的加速度与力的关系。 （1）要用钩码所受的重力作为小车受到的合力，则应先平衡摩擦力，同时使钩码的质量________（选填“远小于”、“等于”或“远大于”）小车的质量； （2）保持小车质量不变，改变钩码（质量均为m）的个数n，测出小车对应的加速度a； （3）作出图线如图乙所示，则说明在小车质量一定时，加速度与合力成正比： （4）若该图线斜率为k，当地重力加速度为g，则小车的质量________，测量值________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值 考法2 数据处理和误差的考察 1. 数据处理 （1） 列表法 将测得的F、x填入设计好的表格中，可以发现弹力F与弹簧伸长量x的比值在误差允许范围内是相等的.（2）图象法 以弹簧伸长量x为横坐标，弹力F为纵坐标，描出F、x各组数据相应的点，作出的拟合曲线是一条过坐标原点的直线. （3）函数法 弹力