第3章 实验四 探究加速度与物体受力、物体质量的关系（课时作业）-【优化探究】2027年高考物理一轮复习高考总复习配套课件（教科版）

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”核心实验，依据高考评价体系梳理实验操作、数据处理、误差分析三大考查维度，通过近五年真题统计明确实验题占8-10分，归纳平衡摩擦力判断、逐差法计算加速度、a-1/m图像分析等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题精析+素养提升”策略，以2025陕晋青宁卷、2024甘肃卷等真题为例，通过逐差法处理纸带数据、a-1/m图像化曲为直等方法，培养学生科学探究和科学思维素养。特设易错点警示（如m≪M条件适用），助力学生掌握实验答题技巧，教师可据此精准指导，提升复习效率。

实验四　探究加速度与物体受力、物体质量的关系 第三章　运动和力的关系 1 1.(8分)用如图1所示装置做“探究加 速度与力、质量的关系”的实验。 (1)下列说法正确的是__________。  A.连接沙桶和小车的细绳应与长木 板保持平行 B.实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源 C.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 D.平衡摩擦力时，将空的沙桶用细绳通过定滑轮拴在小车上 2 3 4 5 1 AC 2 解析：连接沙桶和小车的细绳应和 长木板保持平行，使细绳的拉力等 于小车受到的合力，故A正确；实验 时，应先接通电源，后放开小车， 故B错误；平衡摩擦力后，当改变 小车或沙桶的质量时，不需要再次平衡摩擦力，故C正确；平衡摩擦力时，不能挂沙桶，但小车后面必须与纸带相连，因为运动过程中纸带受到阻力，故D错误。 2 3 4 5 1 3 (2)本实验中把沙和沙桶的总重力当作小车受到的拉力，当测得某一次小车连同车上的重物的总质量M＝450 g时，图2的物体中能用来取代沙和沙桶的是__________。  2 3 4 5 1 D 解析：本实验中把沙和沙桶的总重力当作小车受到的拉力，要保证小车的质量远远大于沙和沙桶的质量，则题图2的物体中能用来取代沙和沙桶的是D。 4 (3)实验得到如图3所示的一条纸带，打点计时器所接交流电源的频率为50 Hz，从O点开始每5个计时点取一个计数点，在纸带上依次标出0、 1、2、3、4共5个计数点，表格中记录的是各计数点对应的刻度数值，其中计数点3的刻度数为__________________________cm，并将这个测量值填入表中。  2 3 4 5 1 计数点 0 1 2 3 4 刻度数值/cm 0 3.03 7.11   18.55 12.28(12.25~12.29均可) 解析：由刻度尺可知示数为12.28 cm。 5 (4)根据表格中的数据试计算出小车的加速度为__________m/s2(结果保留两位有效数字)。  2 3 4 5 1 计数点 0 1 2 3 4 刻度数值/cm 0 3.03 7.11   18.55 1.1 解析：根据Δx＝aT2可知，a＝ m/s2≈1.1 m/s2。 6 2.(8分)(2025·陕晋青宁卷)图(a)为探究加速度与力、质量关系的部分实验装置。 2 3 4 5 1 (1)实验中应将木板__________(选填“保持水平”或“一端垫高”)。  一端垫高 解析：实验需补偿阻力，消除木板对小车的阻力的影响，故应将木板一端垫高，使小车在无拉力时能匀速运动。 7 (2)为探究加速度a与质量m的关系，某小组依据实验数据绘制的a－m图像如图(b)所示，很难直观看出图线是否为双曲线。如果采用作图法判 断a与m是否成反比关系，以下选项可以直观判断的有__________。 A.a图像　 B.a－m2图像 C.am－m图像 D.a2－m图像 2 3 4 5 1 m/kg a/(m·s－2) 0.25 0.618 0.33 0.482 0.40 0.403 0.50 0.317 1.00 0.152 AC 8 解析：通过作出a图像，可以将a－m 图像“化曲为直”，便于判断a与m是否 成反比关系，A正确；作出a－m2图像， 无法体现a与m的反比关系，B错误；作 出am－m图像，若a与m成反比关系，am 为定值，则am－m图像是平行于横轴的 直线，可间接判断a与m是否成反比关系，C正确；作出a2－m图像，无法体现a与m的反比关系，D错误。 2 3 4 5 1 9 (3)为探究加速度与力的关系，在改变作用力时，甲同学将放置在实验桌上的槽码依次放在槽码盘上；乙同学将事先放置在小车上的槽码依次移到槽码盘上，在其他实验操作相同的情况下，__________(选填“甲”或“乙”)同学的方法可以更好地减小误差。  2 3 4 5 1 乙 10 解析：甲同学的方法中，槽码依次放在槽码盘上，小车质量M不变，拉力F≈mg(m为槽码和槽码盘的总质量)，但随着m增大，不满足m≪M条件，拉力与mg偏差增大，误差变大；乙同学的方法中，将小车上的槽码移到槽码盘上，总质量M＋m不变[M为小车(含槽码)质量，m为槽码和槽码盘的总质量]，拉力F＝mg，当M≫m时F≈mg，虽然是近似关系，但实际总质量不变，拉力更接近理论值，系统误差更小，故乙同学方法更好，能减小因不满足m≪M产生的误差。 2 3 4 5 1 11 3.(10分)(2024·甘肃卷)用图1所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系。 (1)以下操作正确的是__________。  A.使小车质量远小于槽码质量 B.调整垫块位置以补偿阻力 C.补偿阻力时移去打点计时器和纸带 D.释放小车后立即打开打点计时器 2 3 4 5 1 B 12 2 3 4 5 1 解析：为了使小车所受的合外力大小近 似等于槽码的总重力，应使小车质量远 大于槽码质量，故A错误；为了保证小 车所受细绳拉力等于小车所受合力，则 需要调整垫块位置以补偿阻力，也要保 持细绳和长木板平行，故B正确；补偿阻力时不能移去打点计时器和纸带，纸带与打点计时器间也有摩擦阻力，且需要通过纸带上的点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动，故C错误；根据操作要求，应先打开打点计时器再释放小车，故D错误。 13 (2)保持槽码质量不变，改变 小车上砝码的质量，得到一 系列打点纸带。其中一条纸 带的计数点如图2所示，相 邻两点之间的距离分别为s1、 s2、…、s8，时间间隔均为T。下列加速度算式中，最优的是__________。  A.a＝ B.a＝ C.a＝ D.a＝ 2 3 4 5 1 D 14 2 3 4 5 1 解析：整理选项中的四个加速度算式，只有选项D中的算式充分利用了纸带的8组数据，最大程度减小了误差，故最优的是D选项。 15 2 3 4 5 1 (3)以小车和砝码的总质量M为横坐标， 加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组 同学分别得到的M图像如图3所示。 由图可知，在所受外力一定的条件下， a与M成__________(选填“正比”或 “反比”)；甲组所用的__________(选 填“小车”“砝码”或“槽码”)质量比乙组的更大。  反比　 槽码 16 2 3 4 5 1 解析：根据图像可知与M在误差允许 范围内成正比，故在所受外力一定的 条件下，a与M成反比；设槽码的质量 为m，则由牛顿第二定律有mg＝Ma， 化简可得·M，故斜率越小， 槽码的质量m越大，由题图可知甲组 所用的槽码质量比乙组的更大。 17 4.(10分)(2025·安徽卷)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__________。  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 2 3 4 5 1 c 18 解析：小车静止不能检验阻力是否平衡，可能存在最大静摩擦力大于重力和支持力的合力导致的静止状态，a错误；受牵引时小车匀速，说明牵引力与重力沿轨道向下的分力的合力与阻力大小相等，无法检验“不受牵引”时的阻力是否平衡，b错误；不受牵引时，小车能拖动纸带沿轨道做匀速运动，说明重力沿轨道方向的分力与阻力平衡，符合要求，c正确。 2 3 4 5 1 19 (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。 2 3 4 5 1 20 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＝4 s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 3 4 5 1 失重 21 解析：以竖直向上为正方向，t＝4 s时，由题图丙中的a－t图像可知加速度为负值，即加速度竖直向下，则物体处于失重状态。 2 3 4 5 1 22 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”)。  2 3 4 5 1 d 解析：由题意可知，图线a表示质量改变前的图像，对物体受力分析，由牛顿第二定律有FN－mg＝ma，整理有a＝FN－g，当质量m增大一倍时，纵轴截距不变，仍为－g，斜率变为原来的，故其a－FN图像为题图丁中的图线d。 23 5.(10分)(2026·四川成都高三诊断)某同学采用如图所示的实验装置探究加速度和力的关系，其中小车的质量为M，沙和沙桶的总质量为m(滑轮光滑)，交流电频率为f＝50 Hz。 (1)本实验中__________(选 填“需要”或“不需要”) 满足m≪M。  2 3 4 5 1 不需要 解析：本实验中小车所受拉力大小可以通过弹簧测力计直接读出，不需要用沙和沙桶的重力近似替代，所以不需要满足m≪M。 24 (2)松开沙桶，小车带动纸带运动，若相邻计数点间还有4个点未画出，纸带如图所示，则小车的加速度a＝__________m/s2(结果保留三位有效数字)。  2 3 4 5 1 2.01 25 解析：由题意，相邻两计数点间的时间间隔为T＝＝0.1 s，根据逐差法可得小车的加速度为a＝ m/s2＝ 2.01 m/s2。 2 3 4 5 1 26 (3)改变沙桶内沙子的质量，重复实验，以弹簧 测力计示数F为横坐标、小车对应的加速度a为 纵坐标，作出的a－F图像如图所示，可知小车 的质量M＝________kg(结果保留三位有效数字)。  2 3 4 5 1 0.125 解析：弹簧测力计的示数F就是小车所受合外力大小，则由题图并根据牛顿第二定律有M＝＝0.125 kg。 27 $