第三章第4讲 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系 课件-2027届高考物理一轮复习考点精讲

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了平衡摩擦力、小盘与小车质量关系、加速度测量及图像分析等核心考查要求，通过考点内化梳理实验原理，结合考教衔接典例归纳平衡摩擦力操作、a-F/a-1/m图像分析等常考题型，体现高考备考的精准性。 课件亮点在于“原理剖析+真题演练+素养提升”的复习路径，如以教材改编题为例，用逐差法计算纸带加速度、分析a-F图像不过原点的误差原因，培养学生科学探究和科学思维素养。创新实验模块详解传感器、光电门等改进方案，帮助学生掌握实验创新题型解法，教师可依托此课件系统开展实验专题复习，提升学生应试能力。

第三章　牛顿运动定律及其应用 第4讲　探究加速度与物体受力、 物体质量的关系 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 能完成“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验。 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 0.43 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 丙 实验前未平衡摩擦力(或平衡摩擦力 不足) -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 图线为过原点的倾 斜直线，表明在合外力一定时，加速度与质量成反比 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 甲 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 不需要 5.50 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 谢谢观看 -- 第三章　牛顿运动定律及其应用 考点一　常规实验 【考点内化】 1．平衡摩擦力。 平衡的原理是通过重力的分力平衡摩擦力。如图所示，当mg sin θ＝μmg cos θ，即调节长木板的倾角θ满足tan θ＝μ时，物体的滑动摩擦力就被平衡了。 具体的操作是在长木板没有滑轮一端的下面垫几块薄木板，轻轻敲打物体，物体拉动纸带，打点计时器在纸带上打点，当所打的点间距都相等时，物体做匀速直线运动，平衡摩擦力完成。 2．小盘(含砝码)总质量与小车(含砝码)总质量的关系。 设小盘加盘上砝码的总质量为m，小车(包括放入车中砝码)的总质量为M。根据整体法和牛顿第二定律得小车和小盘的加速度大小：a＝＝。当m≪M时，≈0，这时a≈＝。 当小车的总质量不变，不断增加小盘上的砝码，则到了一定程度，m≪M不成立，实际测量值a＝就小于理论值a＝。 3．测量物体的加速度。 (1)用刻度尺测量物体运动的位移s，并用秒表测量对应的时间t，由运动学公式s＝at2转换成a＝计算加速度。 (2)通过打点计时器打出的纸带，根据逐差法计算加速度。 4．加速度与力、质量的关系。 (1)如果把实验测得的数据作a-F图像，如果a与F成正比，则该图线是一条通过原点的直线。 (2)如果把实验测得的数据作a-m图像，如果a与m成反比，则该图线是一条曲线。 (3)如果把实验测得的数据作a-图像，如果a与成正比，则该图线是一条通过原点的直线。 对于(2)(3)，要直观得出加速度与质量的关系，就一定要画a-图像。 5．图像的斜率。 (1)a-F图像的斜率反映了小车(包括放入小车中的砝码)的总质量的倒数。 (2)a-图像的斜率反映了小盘(包括盘中的砝码)的总质量与加速度的乘积。 【考教衔接】 　(教材改编)图甲为某次探究加速度a与物体所受合力F和质量m的关系的实验装置图。 甲 乙 (1)图乙为某次实验得到的一段纸带，计数点A、B、C、D、E间的时间间隔均为0.1 s。根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2。(结果保留两位有效数字) (2)保持小车质量不变，改变砂和砂桶的总质量，进行多次测量。根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线，如图丙所示，图中直线没有通过原点，其主要原因是__________________________________ ________。 (3)保持砂和砂桶的总质量不变，改变小车中砝码的质量，进行多次测量，得到小车加速度a、质量m及其对应的的数据如表中所示： 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 小车加速度a/(m/s2) 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车和砝码的总质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 /kg-1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60 丁 ①请在图丁坐标纸中画出a-图线。 答案：见解析图 ②根据作出的a-图像可以得到的结论是___________________ _______________________________________________。 解析：设AB、BC、CD、DE的长度分别为s1、s2、s3、s4，由题图乙可读得s1＝1.00 cm，s2＝1.40 cm，s3＝1.85 cm，s4＝2.25 cm。根据逐差法可得a＝＝ m/s2≈0.43 m/s2。a-的图线如图所示。 考点二　创新实验 【考点内化】 近年创新探究实验。 实验装置图 创新/改进点 （1）实验方案的改进：系统总质量不变化，改变拉力得到若干组数据。 （2）用传感器记录小车运动的时间t与位移x，直接绘制x-t图像。 （3）利用牛顿第二定律求解实验中的某些未知量，确定某些规律 （1）用传感器与计算机相连，直接得出小车的加速度。 （2）图像法处理数据时，用钩码的质量m代替合力F，即用a-m图像代替a-F图像 （1）用光电门代替打点计时器，遮光条结合光电门测得物块的初速度和末速度，由运动学公式求出加速度。 （2）结合牛顿第二定律，该装置可以测出动摩擦因数 实验方案的改进：弹簧测力计测量小车所受的拉力，钩码的质量不需要远小于小车质量，更无需测钩码的质量 （1）气垫导轨代替长木板，无需平衡摩擦力。 （2）力传感器测量滑块所受的拉力，钩码的质量不需要远小于滑块质量，更无需测钩码的质量。 （3）用光电门代替打点计时器，遮光条结合光电门测得滑块的末速度，由刻度尺读出遮光条中心初始位置与光电门之间的距离，由运动学公式求出加速度 【考教衔接】 　某学习小组要验证牛顿第二定律，他们在实验室组装了一套如图甲所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量为M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量为m0，挡光板的宽度为d，光电门1和光电门2的中心距离为s。 (1)该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？__________(填“需要”或“不需要”)。 (2)实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图乙所示，d＝____________mm。 乙 (3)某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已 知重力加速度为g，则该实验要验证的表达式是___________________(用所给物理量的字母表示)。 F＝M 解析：(1)由于实验装置图中已给出了力传感器，所以不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。 (2)d＝5 mm＋0.05×10 mm＝5.50 mm。 (3)小车在光电门1处的速度为v1＝，在光电门2处的速度为v2＝，所以根据v22－v12＝2as，可得a＝，由F＝Ma可知F＝M。 $