第18讲 实验4　探究加速度与物体受力、物体质量的关系2026年高考物理一轮复习精讲课件

高中物理一轮复习系列课件 第18讲 实验4：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 制作：陈庆威 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 实验目的 01. 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. 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 考点 CONTENT 基本原理 创新设计 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 基本原理 考点一 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 实验原理 01. 1.保持质量不变，探究加速度与　　　　的关系. 2.保持合外力不变，探究加速度与　　　的关系. 3.作出a－F图像和a－ 图像，确定a与F、m的关系. 合外力 质量 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 实验器材 02. 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. 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 实验步骤 03. 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.补偿阻力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上垫木，使小车能____下滑. 匀速 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 实验步骤 04. 4.操作：①槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先　　　　　后　　　 ，断开电源，取下纸带，编号码. 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. 接通电源 放开小车 ④描点作图，作a－F的图像. 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－图像. 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 数据处理 05. 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， 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成反比. 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 注意事项 06. 1.实验前先补偿阻力：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补偿 　　　　　　　　　　.在补偿阻力时，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补偿阻力.实验必须保证的条件：　　　　. 3.一先一后一按：改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近　　　　　　，并应先　　　　　，后　　　　　，且应在小车到达滑轮前按住小车. 小车和纸带受到的阻力 m≫m′ 打点计时器 接通电源 释放小车 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 误差分析 07. 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.补偿阻力不准确、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. 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 实验原理不完善引起的误差 08. 设小车和重物的质量分别为M、m,细绳上的拉力大小为F，小车和重物的加速度大小均为a,对小车有F = Ma，对重物有mg- F =ma, 由此可得 , 只有在m<<M 时, 才有F≈ mg。 但在处理实验数据时, 我们认为作用在小车上的合力大小 F = mg,这就使得小车获得的加速度 a 的理论值大于真实值,其差值 ,,则m越大时, 其差值也越大, 因此这种设计方案会产生系统误差，当不能满足M>>m时, 图线会弯曲, a- F图像如图。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 平衡摩擦力不准造成的误差 09. 实验中需要平衡摩擦力，若未平衡摩擦力 或平衡摩擦力不当就会造成误差。 如出现图中①直线，说明平衡摩擦力过度。 即拉力F=0时,已经产生了加速度; 若出况图中②直线，说明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足, 因为拉力大于F0时才产生加速度。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 10. 例题1 （2025·浙江·高考真题）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。 (1)如图是某次实验中得到的纸带的一部分。每5个连续打出的点为一个计数点，电源频率为，打下计数点3时小车速度为 （保留三位有效数字）。 【答案】(1)0.390 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 11. 例题1 (2)下列说法正确的是_____（多选） A．改变小车总质量，需要重新补偿阻力 B．将打点计时器接到输出电压为的交流电源上 C．调节滑轮高度，使牵引小车的细线跟长木板保持平行 D．小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车 【答案】(2)CD 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 12. 例题1 (3)改用如图1所示的气垫导轨进行实验。气垫导轨放在水平桌面上并调至水平，滑块在槽码的牵引下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的遮光时间分别为，测得两个光电门间距为x，用游标卡尺测量遮光条宽度d，结果如图2所示，其读数 mm，则滑块加速度 （用题中所给物理量符号表示）。 【答案】(3) 10.00 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题解析 13. 例题1 （1）相邻计数点间的时间间隔T=0.1s打计数点3时的速度 （2）A．平衡摩擦力时满足 两边质量消掉，改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力，选项A错误； B．电火花计时器需要接220V交流电源，选项B错误；C．调节滑轮高度，使牵引小车的细线根长木板保持平行，选项C正确；D．小车应尽量接近打点计时器，并应该先接通电源后释放小车，以充分利用纸带，选项D正确。故选CD。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题解析 14. 例题1 （3）[1]遮光条宽度d=10mm+0.05mm×0=10.00mm [2]经过两光电门时的速度分别为 根据 解得 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 创新设计 考点二 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 创新设计 01. 利用气垫导轨探究 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 创新设计 02. 弹簧测力计的示数的两倍等于小车所受到的拉力 利用弹簧测力计(水平悬挂)探究 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 创新设计 03. 弹簧测力计的示数就是小车所受到的拉力 利用弹簧测力计(竖直悬挂)探究 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 力传感器示数的两倍就等于小车所受到的拉力 利用力传感器探究 创新设计 04. 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 05. 例题2 （2025·山东·高考真题）某小组采用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律，部分实验步骤如下： (1)将两光电门安装在长直轨道上，选择宽度为d的遮光片固定在小车上，调整轨道倾角，用跨过定滑轮的细线 将小车与托盘及砝码相连。选用 （填“5.00”或“1.00”）的遮光片，可以较准确 地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度。 【答案】(1)1.00 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 06. 例题2 (2)将小车自轨道右端由静止释放，从数字毫秒计分别读取遮光片经过光电门1、光电门2时的速度、，以及从遮光片开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间，计算小车的加速度 （结果保留2位有效数字）。 【答案】(2) 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 07. 例题2 (3)将托盘及砝码的重力视为小车受到的合力F，改变砝码质量，重复上述步骤，根据数据拟合出图像，如图乙所示。若要得到一条过原点的直线，实验中应 （填“增大”或“减小”）轨道的倾角。 (4)图乙中直线斜率的 单位为 （填“”或“”）。 【答案】(3)增大 (4) 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题解析 08. 例题2 （1）实验用遮光片通过光电门的平均速度代替瞬时速度，遮光片宽度越小，代替时的误差越小，故为较准确地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度，选择宽度较小的的遮光片； （2）根据加速度的定义式可得 （3）根据图像可知当有一定大小的外力F时此时小车的加速度仍为零，可知平衡摩擦力不足，若要得到一条过原点的直线，需要平衡摩擦力，故实验中应增大轨道的倾角；（4）图乙中直线斜率为，根据可知直线斜率的单位为。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 THANKS 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 $$