第3章 实验4 探究加速度与力、质量的关系 演练知能提升(课件PPT)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理

该高中物理高考复习课件聚焦牛顿第二定律验证实验专题，依据高考评价体系梳理了实验操作规范、数据处理方法、误差分析及图像应用等核心考查维度，通过近年模拟题统计明确平衡摩擦力、逐差法计算加速度等高频考点占比，归纳出实验题四大常考题型，体现备考的针对性与实用性。 课件亮点在于“真题情境+素养导向”的训练模式，如以2026年山西临汾测试题的a-F图像未过原点问题培养科学探究能力，通过山东烟台题的游标卡尺读数与动摩擦因数计算提升科学思维中的模型建构能力。独创“三步误差分析法”帮助学生突破补偿阻力不足等易错点，教师可借助典型题例精准指导，助力学生掌握实验规范与答题技巧，高效冲刺高考。

演练知能提升 1 1．(2026·山西临汾市考前适应性测试)某实验小组探究“质量一定时，加速度a与合外力F的关系”。如图甲所示，将一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，小车前端可通过细线跨过定滑轮与砂桶连接，小车后端与穿过打点计时器限位孔的纸带相连。实验开始时首先补偿阻力，补偿阻力后，让细线跨过定滑轮连接砂桶，调整细线与木板平行，给砂桶中加入适量砂子，让小车加速运动，实验过程中可近似认为砂桶及桶内砂子的重力等于小车的合外力。保持小车质量不变，改变砂桶中砂子的质量，重复实验多次；每次根据纸带计算小车的加速度a。描点作图，作出a－F的图像。 4 5 1 2 3 演练知能提升 (1)下列操作过程中，正确的是________。 A．实验开始时，让小车靠近打点计时器处，先释放小车再接通电源 B．实验中每次改变砂桶中砂子的质量时，需重新调节木板的倾斜度 C．为减小误差，实验中需保证砂子和砂桶的总质量远小于小车的质量 C 4 5 1 2 3 演练知能提升 解析：实验开始时，让小车靠近打点计时器处，先接通电源，待打点稳定后，再释放小车，这样纸带会得到充分利用，会有更多的数据信息，故A错误； 所需平衡的阻力与小车所受的拉力无关，故实验中每次改变砂桶中砂子的质量时，不需重新调节木板的倾斜度，故B错误； 4 5 1 2 3 演练知能提升 4 5 1 2 3 演练知能提升 (2)实验中得到一条如图乙所示的纸带(相邻两计数点间还有四个点未画出)，打点计时器所用交流电的频率f＝50 Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2(结果保留3位有效数字)。 1.20 4 5 1 2 3 演练知能提升 4 5 1 2 3 演练知能提升 (3)根据实验测得的数据作出a－F的图线如图丙所示，该图线未通过坐标原点，请分析该小组做实验时存在的问题是_________________________________________________________。 解析：根据实验测得的数据作出a－F的图线如题图丙所示，该图线未通过坐标原点，且力不为零时小车加速度依然为零，存在的问题是补偿阻力不够，或平衡摩擦力不足，或木板左侧垫得太低。 补偿阻力不够(或平衡摩擦力不足，或木板左侧垫得太低) 4 5 1 2 3 演练知能提升 2．(2026·山东烟台市、德州市、东营市高考诊断)某同学利用图甲所示装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数。在长木板上A处固定一光电门，长木板与水平地面之间的夹角θ＝37°。部分实验步骤如下： 　 ①用游标卡尺测出遮光条的宽度d； ②安装好实验器材，将带有遮光条的滑块从B处由静止释放，滑块由静止开始加速下滑并经过A，测出并记录遮光条通过光电门的时间t； 4 5 2 3 1 演练知能提升 请回答下列问题： (1)游标卡尺的示数如图乙所示，则d＝________cm。 解析：由题图乙可知游标卡尺精度为0.05 mm，则d＝10 mm＋0.05 mm×10＝10.50 mm＝1.050 cm。 1.050 4 5 2 3 1 演练知能提升 (2)该同学在某次实验时，测得遮光条通过光电门的时间为0.007 s，则滑块通过光电门时的速度大小为________m/s，用米尺测量出此时A、B之间的距离L＝0.50 m，sin 37°＝0.6，g取10 m/s2，则滑块与长木板间的动摩擦因数μ＝__________(结果保留2位有效数字)。 1.5 0.47 4 5 2 3 1 演练知能提升 3．(2026·福建厦门市质检)小厦同学在探究加速度与质量关系的实验中，做如下操作： 4 5 2 3 1 演练知能提升 (1)选用电磁打点计时器，对应电源连接方式是图甲中的________(选填“A”或“B”)，纸带穿过限位孔，且位于复写纸下方。 解析：电磁打点计时器使用的是交流电流，故对应电源连接方式是题图甲中的A。 A 4 5 2 3 1 演练知能提升 (2)用如图乙所示装置完成实验，实验过程中保持木板水平。 4 5 2 3 1 演练知能提升 4 5 2 3 1 演练知能提升 4 5 2 3 1 演练知能提升 (4)若减小砂和砂桶的总质量，重复此实验，将所得数据绘制在原坐标纸上，则两次实验的图线可能为________。 D 4 5 2 3 1 演练知能提升 4 5 2 3 1 演练知能提升 4．(2026·陕西宝鸡市模拟)小华同学设计图甲装置来探究合力一定时，加速度与质量的关系。木板一端放在桌面的左端，另一端用高度可调且带有旋钮的支架固定。轻绳一端连接小车，小车最左端固定一个遮光条，另一端跨过滑轮连接一个质量为m的物块A，调整定滑轮使滑轮左侧轻绳与斜木板平行，测得两光电门间的距离为L，遮光条的宽度为d。 4 5 2 3 1 演练知能提升 (1)反复调整木板的倾角，向下轻推小车，直到遮光条通过两个光电门的遮光时间相等。 (2)取下物块A，让小车从木板顶端滑下，记录遮光条分别通过光电门1、2的遮光时间t1、t2，则小车的加速度大小a1为________________(用题中所给的已知物理量符号表示)。 (3)在小车上添加钩码以改变小车的总质量，重新挂上步骤(1)中的物块A，重复(1)(2)操作，求出小车放上不同砝码时对应的加速度大小a。 4 5 2 3 1 演练知能提升 4 5 2 3 1 演练知能提升 B 4 5 2 3 1 演练知能提升 4 5 2 3 1 演练知能提升 (5)图乙中直线的斜率表示________。 A．小车受到的重力大小 B．小车受到的重力沿斜木板向下的分力大小 C．小车受到的摩擦阻力大小 D．物块A受到的重力大小 D 4 5 2 3 1 演练知能提升 5．(2026·山东聊城市等级考试模拟)某位同学用图甲所示的装置探究加速度与力的关系。将长木板放在水平桌面上，带定滑轮的一端伸出桌面。打点计时器固定在长木板的另一端，穿过限位孔的纸带与滑块相连，滑块上固定力传感器，传感器通过轻质细线绕过光滑定滑轮与沙桶相连，细线与木板平行。实验中接通打点计时器电源，释放滑块，记下滑块运动时力传感器的示数F，关闭电源，根据纸带求出滑块的加速度a，并将数据记录在表格中，改变沙桶中沙子质量，重复以上操作。 4 5 2 3 1 演练知能提升 实验次数 1 2 3 4 5 F(N) 1.00 1.20 1.40 1.80 2.00 a(m/s2) 0.50 1.02   2.50 2.98 4 5 2 3 1 演练知能提升 请回答以下问题： (1)本实验中，________(选填“需要”或“不需要”)满足沙桶和沙子的质量远小于滑块和力传感器的总质量。 解析：因为实验器材中有力传感器，可以直接读出细线上的拉力大小，所以不需要满足沙桶和沙子的质量远小于滑块和力传感器的总质量。 不需要 4 5 2 3 1 演练知能提升 (2)图乙为第三次实验打出的纸带，已知打点计时器的电源频率为50 Hz，相邻计数点间有四个点未画出，则此次实验时的加速度大小a＝________m/s2(结果保留3位有效数字)。 1.50 4 5 2 3 1 演练知能提升 (3)以传感器的示数F为横轴，加速度a为纵轴，在图丙的坐标纸上画出a－F关系图像，根据图像可知，滑块和力传感器的总质量M＝__________kg(结果保留2位有效数字)。 答案：图见解析 0.40 4 5 2 3 1 演练知能提升 解析：画出的图像如图所示 4 5 2 3 1 演练知能提升 (3)保持砂和砂桶的总质量m不变，改变小车和车内砝码的总质量M，进行实验，打出纸带，算出相应的加速度a，根据数据作出a－图像如图丙所示，已知当地的重力加速度为g，忽略纸带所受的摩擦阻力，则砂和砂桶的总质量m＝________(用字母b、c、g表示)。 解析：由题知，m≪M，则可认为小车所受的拉力F＝mg，由题图乙可知，长木板水平放置，小车受拉力和摩擦力作用，对小车受力分析，根据牛顿第二定律有F－f＝Ma，联立解得a＝mg×－＝mg×－μg，对比题图丙可知，a－图像的斜率k＝mg＝，解得m＝。 $