資源簡介

(共24張PPT)
第三章 運動和力的關系
2025年高考物理一輪基礎知識復習
教材實驗
探究加速度與力、質量的關系
1.實驗目的
（1）學會用控制變量法研究物理規(guī)律.
（2）驗證牛頓第二定律.
（3）掌握利用圖像處理數據的方法.
2.實驗原理
（1）保持質量不變，探究加速度跟 ________的關系．
（2）保持合外力不變，探究加速度與 ______的關系．
（3）作出 圖像和 圖像，確定 與 、 的關系．
合外力
質量
3.實驗器材
小車、槽碼、細繩、一端附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、學生電源、導線、紙帶、天平、刻度尺、坐標紙．
4.實驗過程
（1）測量：用天平測量槽碼的質量 和小車的質量 .
（2）安裝：按照如圖所示裝置把實驗器材安裝好，只是不把懸掛槽碼的細繩系在小
車上（即不給小車 ________）．
牽引力
（3）補償阻力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車能
______下滑．
（4）操作：①槽碼通過細繩繞過定滑輪系于小車上，先 __________后 ______
____，斷開電源，取下紙帶，編號碼．
②保持小車的質量 不變，改變槽碼的質量 ，重復步驟①.
③在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，計算加速度 .
④描點作圖，作 的圖像．
⑤保持槽碼的質量 不變，改變小車質量 ，重復步驟①和③，作 圖像．
勻速
接通電源
釋放小車
5.數據處理
（1）利用逐差法或 圖像法求 .
（2）以 為縱坐標， 為橫坐標，描點、畫線，如果該線為過原點的直線，說明
與 成正比．
（3）以 為縱坐標， 為橫坐標，描點、畫線，如果該線為過原點的直線，就能判定 與 成反比．
6.注意事項
（1）開始實驗前首先補償阻力：適當墊高木板不帶定滑輪的一端，使小車的重力沿
斜面方向的分力正好補償 ______________________．在補償阻力時，不要把懸掛
槽碼的細繩系在小車上，讓小車拉著穿過打點計時器的紙帶勻速運動．
（2）實驗過程中不用重復補償阻力．
（3）實驗必須保證的條件： ________.
（4）一先一后一按：改變拉力或小車質量后，每次開始時小車應盡量靠近 _____
_______，并應先 __________，后 __________，且應在小車到達定滑輪前
按住小車．
小車和紙帶受到的阻力

打點計時器
接通電源
釋放小車
7.誤差分析
（1）實驗原理不完善：本實驗用槽碼的總重力 代替小車的拉力，而實際上小車
所受的拉力要小于槽碼的總重力．
（2）補償阻力不準確、質量測量不準確、計數點間距離測量不準確、紙帶和細繩不嚴格與木板平行都會引起誤差．
某興趣小組的小星同學用如圖1所示的實驗裝置探究“物體的加速度與質量的關系”。完成實驗，回答問題：
圖1
【實驗原理】
（1）本實驗采用了__________法。當物體質量一定時，加速度與物體所受的合外力成______；當物體所受的合外
力一定時，加速度與物體質量成______。（后兩空均選填“正比”或“反比”）
控制變量
正比
反比
【實驗步驟】
（2）①平衡摩擦力。將小車放在水平長木板上，細繩的一端連接小車另一端繞過定滑輪掛上槽碼，把木板不帶滑
輪的一端慢慢墊高，直到小車由靜止開始緩慢移動為止。請指出此操作中一處不正確的做法，并簡要說明正確做
法：_______________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________。
②獲取數據。正確平衡摩擦力后，按住小車，在小車中放入砝碼，掛上槽碼，釋放小車，通過打點計時器得到一
條帶有清晰點跡的紙帶；在保證小車和砝碼質量之和遠大于槽碼質量的條件下，改變小車中砝碼的質量，重復操
作，得到多條紙帶。記下小車中的砝碼質量，利用紙帶測量計算小車加速度 。
錯誤1：掛上槽碼；正確做法：不掛槽碼錯誤2：把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，直到小車由靜止開始緩慢移動為止；正確做法：不斷調節(jié)木板不帶滑輪的一端，輕推小車后，小車帶動紙帶勻速下滑
【解題思路】平衡摩擦力時不能掛槽碼；不斷調節(jié)木板不帶滑輪一端高度，不是直到小車由靜止開始緩慢移動，而是輕推小車后，小車能帶動紙帶勻速下滑。
【注意事項】
（3）下列說法正確的是___。
A
A.細繩必須與長木板平行
B.打點計時器使用直流學生電源
C.實驗時應該先釋放小車再接通打點計時器的電源
【解題思路】為使槽碼提供的拉力等于小車所受的合外力，則細繩必須要與長木板平行，A正確；打點計時器使用交流學生電源供電，B錯誤；實驗時應先接通打點計時器的電源，待打點計時器穩(wěn)定后再釋放小車，C錯誤。
【數據處理與誤差分析】
（4）如圖2是其中一條紙帶，、、、、 是計數點，相鄰兩個計數點間都有4個計時點沒有標出，已知電源頻
率為，則這條紙帶記錄小車的加速度大小為_____ 。
0.63
圖2
【解題思路】利用逐差法得出小車的加速度 。
圖3
（5）以為縱軸，以為橫軸作出的圖像如圖3。測得圖中直線的斜率為 ，在縱軸
上的截距絕對值為 。回答下列問題：
【解題思路】設槽碼的質量為，小車質量為 ，由于小車和砝碼的質量之和遠大于槽碼的質量，結合牛頓第二
定律有，變形為與題圖3的圖像相符合的函數關系式，即，可知 ，
，A正確。根據題述可知小車
①小車受到的拉力為___（用題中已知字母表示）。
② 值等于___（選填序號）。
A
A.小車質量 B.槽碼質量
③根據圖3，______（選填“可以”或“不可以”）認為：拉力相同時，物體的加速度大小與物體的質量成反比。
可以
受到的拉力 。由于題圖3的圖像為一條傾斜的直線，故可以認為拉力相同時，物體的加速度大小與物
體的質量成反比。
圖4
（6）若小星做該實驗時，使小車和砝碼的總質量不變，改變所掛槽碼的質量 ，根
據實驗數據作出了如圖4所示的 圖像，圖線不過原點并在末端發(fā)生了彎曲，產生
這兩種現象的原因可能有_____。
AD
A.木板右端墊起的高度過小（平衡摩擦力不足）
B.木板右端墊起的高度過大（平衡摩擦力過度）
C.槽碼的質量遠小于小車和砝碼的總質量
D.槽碼的質量未遠小于小車和砝碼的總質量
【解題思路】由題圖4可知， 圖線的橫截距大于零，即小車所受拉力需達到一定值，小車才有加速度，所以
木板右端墊起的高度太小，即平衡摩擦力不足，A正確，B錯誤；圖線末端產生了彎曲現象，是因為槽碼的質量沒
有遠小于小車和砝碼的總質量（【點撥】根據牛頓第二定律，實驗要驗證，即 ，但
實際情況下，即，當時，可近似看成 ，所以為了減小實
驗誤差，要保證槽碼的質量遠小于小車和砝碼的總質量。），C錯誤，D正確。
【實驗拓展】
同組的小天同學用如圖5所示的實驗裝置是來探究加速度和力之間的關系，圖6是其俯視圖。兩個小車放在帶有定
滑輪的木板上，兩小車前端各系一條細繩，細繩跨過定滑輪各掛一個小盤，盤里放有砝碼。兩個小車后端各系一
條細線，細線后端用夾子固定。打開夾子，小盤和砝碼通過細繩牽引小車運動；合上夾子，夾子夾住細線，兩小
車同時停止運動。
圖5
圖6
（7）小天同學的實驗方案中______（選填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。
需要
【解題思路】為使小盤及小盤中砝碼的重力等于小車所受的合外力，該實驗方案也需要平衡摩擦力；
（8）為了探究加速度和力大小之間的關系，應保持兩個______（選填“小車”或“小盤和砝碼”）的質量相等。
小車
【解題思路】為了探究加速度和力大小之間的關系，應保持兩小車質量相等；
（9）用刻度尺測出從打開夾子到合上夾子兩小車的位移、 ，則兩小車的加速度之比為___。（用所給物理量表示）
【解題思路】根據初速度為零的勻變速直線運動位移時間公式 ,可知，相同運動時間內兩車的加速度之比
等于位移之比，即 。
【實驗創(chuàng)新】
小星用如圖7所示的裝置測量滑塊與軌道間的動摩擦因數。他將光電門固定在水平直軌道上，拉力傳感器固定在滑
塊上，不可伸長的細線跨過定滑輪將滑塊與小桶（內裝砝碼）相連，由靜止釋放滑塊，測得拉力 和遮光條的擋光
時間 ，多次改變小桶內砝碼的質量，仍從同一位置由靜止釋放滑塊重復實驗。
圖7
（10）由遮光條的寬度和擋光時間求出滑塊的速度，并進一步算出，下面的表格記錄了拉力和對應的 。
請在圖8的坐標紙上作出 的圖像。
0.89 0.98 1.06 1.14 1.21
0.17 0.48 0.77 1.05 1.24
圖8
【答案】如圖所示
【解題思路】在坐標紙上描點，并用直線擬合各點，使盡可能多的點在直線上，不在直線上的點均勻分布在直線兩側，距離直線較遠的點舍去，如答圖所示。
（11）測得滑塊的位移，即遮光條右端到光電門距離為，重力加速度取 ，結合圖像可求得動摩擦
因數 ________________________。（結果保留兩位有效數字）
（均可）
【解題思路】設滑塊質量為，則滑塊由靜止釋放到經過光電門的過程，有、 ，變形
得，結合答圖可知，，解兩式得 。
（12）若小星僅改變滑塊的質量重復實驗，則兩次實驗作出的 的圖像是下面的圖___。
B
A.&5& B.&6& C.&7&
【解題思路】由表達式可知，當時， ，與滑塊質量無關，故B圖正確。
（13）有同學認為，小星在實驗中測量滑塊位移時未考慮遮光條的寬度，用圖像法計算的動摩擦因數 會偏小。
請判斷該觀點是否正確,并簡要說明理由。
【答案】見解析
【解題思路】由 可知，若實驗中測量物塊位移時未考慮遮光條的寬度，則位移偏小，算出的質
量偏小，動摩擦因數 會偏大，故該觀點不正確。
謝謝

展開更多......

收起↑