第12讲 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系（复习课件）（全国通用）2026年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理高考复习课件聚焦“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验专题，依据高考评价体系明确综合应用要求，通过2023-2025年浙江、天津、广东等多地高考真题分析，梳理教材原型与拓展创新实验双维度考点，归纳实验操作、数据处理、误差分析等核心考向，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题溯源+思维建模+核心素养融合”，如结合2025年浙江真题解析a-F图像异常（科学思维模型建构），通过逐差法处理纸带数据（科学探究证据获取），帮助学生掌握图像误差分析技巧。教师可依托考点权重分布与易错点总结，精准指导学生高效突破实验题，助力高考冲刺。

第12讲 讲师：xxx 实验：探究加速度 与物体受力、物体质量的关系 来源：学科网 作者微信 (894665727) 1 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 知识点1 实验原理及器材 知识点2 物理量的测量 知识点3 实验过程 知识点4 数据处理 知识点5 注意事项 知识点6 误差分析 知识点7 方案二 通过位移之比测量加速度之比 考向1 实验原理及操作 考向2数据处理及误差分析 【思维建模】 a-F图像与a-1M图像异常误差分析 考点二 拓展创新实验 知识点1 实验器材创新 知识点2 实验原理创新 知识点3 实验目的创新 考向1 改进测量力的方案 考向2 改进测量加速度的方案 考向3 教材实验拓展：测动摩擦因数或物体的质量 01 考情解码·命题预警 智能导览·极速定位 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 04 真题溯源·考向感知 01 考情解码·命题预警 来源：学科网 作者微信 (894665727) 考点要求 要求 考频 2025年 2024年 2023年 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 综合应用  高频 2025•陕晋青宁卷、2025•浙江 2024•天津、2024•甘肃、2024•广东、2024•浙江 \ 拓展创新实验 综合应用 高频 2025•安徽、2025•山东、2025•广西 2024•江西 2023•上海 考情透视·目标导航 4 考情分析 考情分析： 1.命题形式：选择题实验题计算题 2.命题分析：本讲内容是高考热点实验内容，高考对这部分内容的考查绝大部分题目基于教材实验改进，核心考查控制变量法，近年常考气垫导轨/光电门替代传统打点计时，力传感器实时采集数据。 3.备考建议：本讲内容备考时候，熟悉实验器材、操作步骤，尤其是补偿阻力的方法，掌握实验改编方案，通过直接测量拉力减少系统误差（不需要小车质量远大于槽码质量）。在数据处理时作图规范，结论表述注意"正比""线性关系"的规范表述 4.命题情境： ①生活实践类：智能手机传感器应用； ②学习探究类：摩擦因数测量方案设计，气垫导轨、光电门实验探究，空车与满载时，推动所需力不同（体现质量对加速度的影响）。 5.常用方法：控制变量法、表格法处理数据图像法处理数据 考情透视·目标导航 5 复习目标 1.理解实验的原理，明确实验过程并能进行数据处理。 2.了解实验的注意事项，会对实验进行误差分析。 3.能理解创新实验的原理，并能运用相应的公式、函数处理数据。 考情透视·目标导航 6 02 体系构建·思维可视 来源：学科网 作者微信 (894665727) 知识导图·思维引航 知识导图·思维引航 03 核心突破·靶向攻坚 来源：学科网 作者微信 (894665727) 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 知识点1 实验原理及器材 1.实验原理：___________ ①加速度与力的关系 保持小车_____不变，通过改变___________改变小车所受的拉力。小车所受的拉力可认为与槽码所受的重力相等。测得不同拉力下小车运动的加速度，分析加速度与拉力的变化情况，找出二者之间的定量关系。 ②加速度与质量的关系 保持小车__________不变，通过在________________改变小车的质量。测得不同质量的小车在这个拉力下运动的加速度，分析加速度与质量的变化情况，找出二者之间的定量关系。 ③作出图像和图像，确定a与F、m的关系． 2.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． 控制变量法 质量 槽码的个数 所受的拉力 小车上增加重物 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 知识点2 物理量的测量 1. 质量的测量 可以用_____测量质量。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小车做初速度为0 的匀加速直线运动，则测量小车加速度最直接的办法就是用刻度尺测量小车移动的位移x，并用秒表测量发生这段位移所用的时间t，然后由计算出加速度a。 ②将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。 天平 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 知识点2 物理量的测量 ③在这个实验中也可以不测量加速度的具体数值。这是因为我们探究的是加速度与其他物理量之间的比例关系，因此测量不同情况下物体加速度的比值即可。如果能做到让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由式可知，它们的位移之比就等于加速度之比，即= ，这样，测量加速度就转换成测量位移了。 3. 力的测量 把木板的___________，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力。调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板__________。挂上槽码，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力，小车所受的拉力（即小车受到的合力）可认为与槽码所受的重力相等。 一侧垫高 匀速运动 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 知识点3 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. 补偿阻力：在长木板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，作图像． 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 知识点4 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，建立直角坐标系。根据各组实验 数据在坐标纸上描点。如果这些点在一条过原点的直线．附近， 说明加速度a 与拉力F 成正比。如果不是这样，则需进一步分析。 3. 以a为纵坐标，m为横坐标，a与m成反比，我们很难直观看出图线是否为双曲线。因此，以a为为纵坐标，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． 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 知识点5 注意事项 1. 开始实验前首先补偿阻力：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小车和纸带受到的阻力．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． 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，且应在小车到达滑轮前按住小车． 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 知识点6 误差分析 1. 实验原理不完善：本实验用槽码的总重力m′g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． 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 知识点7 方案二 通过位移之比测量加速度之比 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，盘中可以放不同的重物。 把木板一端垫高补偿阻力的影响。 两小车后端各系一条细线，用一个物体，例如黑板擦，把两条细线同时按压在木板上。抬起黑板擦，两小车同时开始运动，按下黑板擦，两小车同时停下来。用刻度尺测出两小车移动的位移x1、x2。由于两小车运动时间t相同，从它们的位移之比就可以得出加速度之比。在盘中重物相同的情况下，通过增减小车中的重物改变小车的质量。 考向1 实验原理及操作 【例1】 （2025·浙江金华·三模） (1)某实验小组在做“探究 加速度与力、质量的关系”的实验，从装置照片图1中，我 们容易发现一些错误，例如“没有补偿阻力”等，请你认真 观察后再指出两处不妥之处______________， ____________________。 (2)正确安装装置后，接通220V，50Hz电源，释放小车进行实验，得到一条纸带如图2所示，A、B、C、D、E、F、G为选出的计数点，相邻两个计数点之间均有4个计时点未画出，则小车的加速度大小为 m/s2（结果保留2位有效数字）。 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 周期 位移差 解析 电源错用直流电 小车未靠近打点计时器 2.4 考向1 实验原理及操作 【例1 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 电池，直流电 小车要靠近打点计时器 考向1 实验原理及操作 【变式训练1】（2025·甘肃·二模）某实验小组在学习了牛顿第二定律后，为了验证加速度与合外力的关系，设计了如图甲所示的实验（图中已经补偿了阻力）。小组同学用力传感器测量小车受到的合外力F，用打点计时器在纸带上打点的方式测算小车的加速度a，并利用实验数据绘出如图乙所示的a-F图像。请根据上述信息，回答以下问题： 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 考向1 实验原理及操作 (1)除了图甲中画出的器材外，还需在下图中选取的器材是 （填字母）； (2)图乙中a-F图像恰好过坐标原点，若求得图线的斜率为k，则小车和力传感器的总质量M为 ； (3)在（2）问中，当力传感器示数为F1时，沙和沙桶的总质m为_______。（结果用 F1 、k、g表示， 为重力加速度） 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 交流电源 长度测量 根据牛顿第二定律 对沙和沙桶，有 ，对小车，有 AF 考向1 实验原理及操作 【变式训练2·变考法】 （2025·河南新乡·模拟预测）某同学用如图所示的装置探究小车的加速度与其所受的合外力的关系，其中图甲为侧视图（只画一个小车），图乙为俯视图（未画槽码）。实验器材有：附有滑轮的长木板2块、相同的小车2个、细线2条、粗棉线2条、槽码若干、刻度尺、黑板擦等。请按下列步骤完成实验： （1）安装实验器材，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能沿木板做_______（填“匀速”或“匀加速”）直线运动。 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 平衡摩擦力，使小车在不受牵引时能沿木板做匀速直线运动 匀速 考向1 实验原理及操作 （2）将两小车放在木板上，车后端各系一条粗棉线，用黑板擦把两条粗棉线同时按压在木板上。两小车前端各系一条细线，跨过定滑轮与槽码连接。小车1挂质量为m1的槽码，小车2挂质量为m2的槽码， m1 、 m2均远小于小车的质量。 （3）拾起黑板擦，两小车同时开始运动；按下黑板擦，两小车同时停下来。用刻度尺测出两小车移动的位移x1 、 x2 ，则两小车的加速度之比为____（用x1 、 x2表示）。 （4）若 m1 、 m2 、 x1 、 x2 满足_____，则可说明小车的加速度与其所受的合外力成正比。 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 两小车做匀加速直线运动， 若小车（M）的加速度与其所受的合外力成正比，则有 考向2 数据处理及误差分析 【例2】（2025·广东广州·三模）实验小组采用如图甲所示的装置探究小车的加速度与小车质量和合外力的关系。为平衡摩擦力，先取下砝码盘和砝码，调节木板的倾角，轻推系着纸带的小车，小车获得初速度后通过打点计时器，打出了如图乙所示纸带，纸带靠A点的一端连着小车，由图乙可以推测，小车运动过程中速度__________（选填“越来越大”或“越来越小”），受到的合力 _______（选填“越来越大”“越来越小”或“不变”）。 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 纸带上点迹之间的距离越来越大，说明小车的速度越来越大 点迹间的间距均匀增大，小车做匀加速直线运动，合外力不变 越来越大 不变 考向2 数据处理及误差分析 【例2】继续调整木板倾角，完成平衡摩擦力的操作后，挂上砝码和砝码盘进行实验，最终获得小车运动的a-F（F为砝码和砝码盘的重力）图像，如图丙所示，根据图像，可以判断____ A．平衡摩擦力时，倾角仍然过小 B．随着F增大，小车的加速度a可能大于重力加速度g C．小车的质量一定时，其加速度与所受合外力成正比 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 由于小车的a-F图像是一条通过原点的直线，说明质量一定时，小车的加速度与合外力成正比 解析 C 考向2 数据处理及误差分析 【变式训练3·变角度】（2025·陕西渭南·三模）在探究加速度a与所受合力F的关系时，某同学采用图甲所示的实验装置进行实验探究，控制小车质量M不变，寻找其加速度a与所受合力F的关系。 (1)在平衡摩擦力的这步操作中，该同学 （选填“需要”或“不需要”）通过细绳把砂桶挂在小车上。 (2)在实验中，该同学得到的一条如图乙所示的纸带，他每隔4个点取一计数点，在纸带上做好0、1、2、3、4的标记，用毫米刻度尺测量出从起点0到各计数点的距离，在图中已经标出。已知电火花计时器的打点周期为0.02s，则该小车运动的加速度大小为________m/s²（计算结果保留2位有效数字）。 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 补偿阻力的这步操作中，利用小车重力沿木板向下的分力补偿阻力 不需要 0.88 考向2 数据处理及误差分析 【变式训练3·变角度】（2025·陕西渭南·三模）在探究加速度a与所受合力F的关系时，某同学采用图甲所示的实验装置进行实验探究，控制小车质量M不变，寻找其加速度a与所受合力F的关系。 (3)采用图像处理数据，画出如图丙所示a-F图像，发现图线上端弯曲，并不是直线，出现这一问题的可能原因是__________________________________________。 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 分析见后页 小车质量没有远远大于砂和砂桶的总质量 考向2 数据处理及误差分析 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 【思维建模】 a-F图像与a-图像异常误差分析 （1）a-F图像 图像解析式为a＝·mg。可见直线斜率为。 若M为定值，则随着m的增大，此斜率会减小。 ①若出现图像向下弯曲则说明不满足m远小于M。 ②mg＝0时，小车具有非零的加速度a，即出现纵轴截距，则说明平衡摩擦力过度。 ③当mg增大到某值时，小车才具有非零的加速度a，即出现横轴截距，则说明平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力。 考向2 数据处理及误差分析 考点一 教材原型实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 【思维建模】 a-F图像与a-图像异常误差分析 （2）a-图像：图像解析式为a＝·。可见直线斜率为。若m为定值，则随着M的减小，此斜率会减小。 ①若出现图像向下弯曲，则说明M不再远大于m。 ②M无限增大时，小车具有非零的加速度a，若出现纵轴截距则 说明平衡摩擦力过度。 ③当M减小到某值时，小车才具有非零的加速度a，若出现 横轴截距则说明平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力 知识点1 实验器材创新 位移传感器，速度传感器，拉力传感器，气垫导轨，光电门 考点二 拓展创新实验 知识点2 实验原理创新 挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑，取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，可知小车所受合力为mg。改变砝码质量，多次重复实验探究加速度与物体受力的关系。 考点二 拓展创新实验 知识点3 实验目的创新 1. 求出物块通过两光电门的速度，由=2ax得出物块的加速度 2. 结合牛顿第二定律，由mg－μMg=(M+m)a得出物块与水平桌面间的动摩擦因数 考点二 拓展创新实验 考向1 改进测量力的方案 【例1】 （2025·天津宁河·一模）为探究物体加速度a与外力F和物体质量M的关系，研究小组的同学们在教材提供案例的基础上又设计了不同的方案，如图甲、乙、丙所示：甲方案中在小车前端固定了力传感器，并与细线相连，可以从传感器上直接读出细线拉力；乙方案中拉动小车的细线通过滑轮与弹簧测力计相连，从弹簧测力计上可读出细线拉力； 丙方案中用带有光电 门的气垫导轨和滑块 代替长木板和小车。 三种方案均以质量为 m的槽码的重力作为动力。 (1)关于三个实验方案，下列说法正确的是___。 A．甲、乙方案实验前均需要平衡摩擦力 B．甲、乙、丙方案均需要满足小车或滑块的质量远大于槽码的质量 C．乙方案中，小车加速运动时受到细线的拉力等于槽码所受重力的一半 A 直接测量拉力，不需要小车质量>>槽码质量 摩擦力较小，可忽略，不需要平衡摩擦力 考点二 拓展创新实验 考向1 改进测量力的方案 【例1】 (2)某次甲方案实验得到一条纸带，部分计数点如图丁所示（每相邻两个计数点间还有4个计时点未画出）,测得s1=3.71cm，s2=7.92cm ，s3=12.63cm ，s4=17.86cm 。已知打点计时器所接交流电源频率为50Hz，则小车的加速度______m/s2（结果保留两位有效数字）。 0.51 考点二 拓展创新实验 考向1 改进测量力的方案 【例1 】(3)甲方案实验中，以小车的加速度a为纵坐标、钩码的重力F为横坐标作出的 图像戊理想状态下应是一条过原点的直线，但由于实验误差影响，常出现如图所示的三种情况。关于这三种情况下列说法中正确的是______。 A．图线①交于纵轴的原因是钩码挂的个数太多 B．图线②右端弯曲的原因是钩码挂的个数太少 C．图线③交于横轴的原因可能是未平衡小车受到的阻力 纵轴的截距大于0， F=0（即不挂钩码）时小车就具有了加速度；产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大 横轴的截距大于0，只有当F增加到一定值时，小车才获得加速度，产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过小或未平衡小车受到的阻力 钩码挂的个数太多,不满足小车质量>>槽码质量 C 考点二 拓展创新实验 考向2 改进测量加速度的方案 【例2】 （2025·重庆·三模）小明利用手机内置加速度传感器探究加速度与合外力的关系，实验装置如图甲，已知当地重力加 速度为 g。 （1）轻弹簧上端固定，下端与手机相连，手机 下端通过细绳悬挂小桶，桶内装有砝码，整个 系统静止； （2）突然剪断细绳，通过手机软件记录竖直方 向加速度a随时间变化的图像如图乙，剪断细绳 瞬间手机的加速度对应图中的 （选填“P”“Q”或“R”）点； 剪断细绳瞬间手机的合力为向上最大，则加速度为向上的最大 P 考点二 拓展创新实验 考向2 改进测量加速度的方案 【例2】 （2025·重庆·三模）小明利用手机内置加速度传感器探究加速度与合外力的关系，实验装置如图甲，已知当地重力加速度为g 。 （3）改变小桶中砝码质量，重复步骤（2），获得 多组手机所受合力F与加速度a的数据，作出a-F图像 如题图丙，可得结论：在误差允许的范围内______ ________________________________； （4）如图丁，某同学在处理数据时，以手机竖直方向的加速度a为 纵坐标，砝码质量m为横坐标，绘制a-m图像，获得一条斜率为k0， 截距为a0的直线，则可推算出手机的质量为 ，小桶的质量为 ___ （选用k0 、 a0 、g表示） 绳子剪断前 剪断后 考点二 拓展创新实验 质量一定 时，手机加速度与所受合外力成正比 考向3 教材实验拓展：测动摩擦因数或物体的质量 【例3】（2025·天津·一模）如图甲所示，小车通过细绳与钩码相连，遮光片固定在小车的最右端，光电门传感器固定在长木板上，小明研究组利用图中装置完成了“验证牛顿第二定律”的实验，小红研究组将长木板放平，并把小车换成木块，完成了“测定长木板与木块间动摩擦因数”的实验。 (1)某同学在研究小车加速度与拉力关系的实验中， 把小车所受拉力当作合力，下列说法正确的是( ) A．需要平衡摩擦力 B．不需要平衡摩擦力 C．要求钩码的质量远小于小车质量 D．不要求钩码的质量远小于小车质量 根据弹簧测力计直接读出力的大小 考点二 拓展创新实验 AD 考向3 教材实验拓展：测动摩擦因数或物体的质量 【例3】(2)在实验操作完全正确的情况下，小明研究组将小车从某一位置由静止释放，测出遮光片的宽度d和它通过光电门的挡光时间Δt，小车静止时的位置到光电门的位移s，小车的质量m，弹簧测力计的示数F，则F与应满足的关系式为__________。（可用m、d、s、 等字母表示） 小车通过光电门的速度 由匀变速直线运动规律 v2=2as 若满足牛顿第二定律则有F=ma 解得 解析 考点二 拓展创新实验 F= 考向3 教材实验拓展：测动摩擦因数或物体的质量 【例3】 (3)小红研究组测出木块静止时遮光片右端距光电门左端的位移s，由遮光片宽度d和挡光时间 求出滑块的速度大小v，并算出 ，然后作出的 图像如图乙所示，根据图像可求得动摩擦因数 。（可用a、b、g、s等字母表示） 根据动能定理可得 结合图像可得 联立解得 解析 考点二 拓展创新实验 04 真题溯源·考向感知 来源：学科网 作者微信 (894665727) 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50Hz，打下计数点3时小车速度为________m/s（保留三位有效数字）。 (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 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 0.390 CD 真题溯源·考向感知 43 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Δt1、 Δt2 ，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d=_______mm，则滑块加速度a=__________________ （用题中所给物理量符号表示）。 d=10mm+0.05mm×0=10.00mm 经过两光电门时的速度分别为 ，根据 10.00 真题溯源·考向感知 44 2．（2025·安徽·高考真题）某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。 (1)利用图甲装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车 。（选填正确答案标号） a.能在轨道上保持静止 b.受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动 c.不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动 平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动 c 真题溯源·考向感知 45 2．(2)利用图乙装置进行实验，箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器，将物体置于力传感器上，箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力FN和物体的加速度a，并将数据实时传送到计算机。 ①图丙是根据某次实验采集的数据生成的FN和a随时间t变化的散点图，以竖直向上为正方向。t=4s时，物体处于 （选填“超重”或“失重”）状态；以FN为横轴、a为纵轴，根据实验数据拟合得到的a- FN图像为图丁中的图线a、 ②若将物体质量增大一倍，重新进行实验，其a- FN图像为图丁中的图线 。（选填“b”“c”或“d”） a<0,加速度方向竖直向下，故处于失重状态 根据牛顿第二定律 失重 d 真题溯源·考向感知 46 3．（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d= cm（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。 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 1.00 真题溯源·考向感知 47 3． (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v1=0.40m/s、 v2=0.81m/s ，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t=1.00s，计算小车的加速度a=______m/s2 （结果保留2位有效数字）。 (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a-F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“kg”或“kg-1”）。 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 图乙中直线斜率为 0.41 增大 kg-1 真题溯源·考向感知 48 4．（2025·广西·高考真题）在用如图甲的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验中： (1)探究小车加速度与小车所受拉力的关系时，需保持小车（含加速度传感器，下同）质量不变，这种实验方法是____________。 (2)实验时，调节定滑轮高度，使连接小车的细绳与轨道平面保持______。 (3)由该装置分别探究M、N两车加速度a和所受拉力F的关系，获得a-F图像如图乙，通过图乙分析实验是否需要补偿阻力（即平衡阻力）。如果需要，说明如何操作；如果不需要，说明理由。_______________________________________________________ (4)悬挂重物让M、N两车从静止释放经过相同位移的时间比为n，两车均未到达轨道末端，则两车加速度之比aM:aN =______。 连接小车的细绳与轨道平面保持平行，保证细绳对小车的拉力方向与小车运动方向一致 当拉力F为某一值时才产生加速度，说明小车受到摩擦力 由位移公式 因为 控制变量法 平行 需要；撤出细绳连接的力传感器和重物，将木板左端用垫块垫起适当高度，使小车能沿木板匀速下滑。 1：n2 真题溯源·考向感知 49 5．（2024·天津·高考真题）某同学用图示装置探究加速度与力的关系。 (1)为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，调节木板 倾角，使小车在不挂槽码时运动，并打出纸带进行检验， 下图中能表明补偿阻力恰当的是_________； A． B． C． D． 若补偿摩擦力恰当，则小车应该匀速运动，打出的纸带应该点迹均匀分布 B 真题溯源·考向感知 50 5．(2)某次实验得到一条纸带，部分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出），测得s1=6.20cm ， s2=6.70cm ， s3=7.21cm ， s4=7.73cm 。已知打点计时器所接交流电源频率为50Hz，则小车的加速度a= m/s2（要求充分利用测量数据，结果保留两位有效数字）； (3)该同学将一个可以直接测出绳子拉力的传感器安装在小车上，小车和传感器总质量为210g。按要求补偿阻力后，该同学共进行了四次实验，悬挂的槽码质量依次为5g、 10g、 20g、 40g处理数据时，用两种方式得到小车（含传感器）受到的合力，一种将槽码所受重力当作合力、另一种将传感器示数当作合力，则这两种方式得到的合力差异最大时，槽码质量为 g。 40 对砝码mg-T=ma 对小车T=Ma 解得 0.51 真题溯源·考向感知 51 感谢观看 THANK YOU 来源：学科网 作者微信 (894665727) 52 $$