2024年新高一物理初升高衔接《探案加速度与力、质量的关系》含答案解析.pdf

物理物理1第第 15 讲讲 探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系模块一模块一思维导图串知识思维导图串知识模块二模块二基础知识全梳理（吃透教材）基础知识全梳理（吃透教材）模块三模块三教材习题学解题教材习题学解题模块四模块四核心考点精准练核心考点精准练模块五模块五小试牛刀过关测小试牛刀过关测1.经历探究加速度与力、质量的关系的设计过程，感情悟控制变量法、图像法等科学研究方法的应用能够依据要求设计实验，学会选择合理的实验方案进行实验探究；2.经历用图像处理数据的过程，从图像中发现物理规律，培养收集信息，获取证据的能力；3.经历实验操作和测量的过程，知道运用阻力补偿法，减小系统误差等操作方法1实验思路探究方法(1)探究加速度与力的关系：保持不变，通过改变槽码的个数改变2)探究加速度与质量的关系：保持不变，通过在小车上增加重物改变物理物理22物理量的测量本实验要测量的物理量有三个：、和1)质量的测量：可以用测量质量为了改变小车的质量，可以在小车中增减的数量2)加速度的测量方法 1：小车做初速度为 0 的匀加速直线运动，用刻度尺测量小车移动的，并用测量发生这段位移所用的时间 t，然后由 a计算出加速度 a。

方法 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(参考第一章的实验方法)方法 3：本实验探究的是加速度与其他物理量之间的比例关系，因此也可以不测量加速度的具体数值，只测量不同情况下物体的比值即可如果两个做初速度为 0 的匀加速直线运动的物体的运动时间 t 相等，那么它们的位移之比就等于加速度之比，即a1a2，这样，测量加速度就转换成测量了3)力的测量：一个单独的力的作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的因此，实验中作用力 F 的含义可以是物体所受的参考案例 1：用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系实验装置如图甲所示把木板的一侧，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力调节木板的，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动将槽码、小车、打点计时器、纸带安装好通过改变的个数可以成倍地改变小车所受的拉力，与此相对应，处理纸带上打出的点来测量加速度保持小车受的拉力不变，通过增减小车中的重物改变小车的质量处理纸带上打出的点来测量加速度参考案例 2：通过位移之比测量加速度之比物理物理3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，参考案例 1 的方法补偿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上(图乙)抬起黑板擦，两小车同时开始，按下黑板擦，两小车同时用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注意：(1)以上两个案例中，补偿阻力只需进行次；(2)每次实验细线一端所挂重物的质量须小车的质量3进行实验调试实验装置进行实验加速度与力的关系设计表格，把测得的同一个小车在不同拉力 F 作用下的加速度 a 填在表 1 中表 1小车质量一定拉力 F加速度 a加速度与质量的关系设计表格，把测得的不同质量的小车在相同拉力作用下的加速度 a填在表 2 中表 2小车所受的拉力一定质量 m加速度 a4数据分析、得出结论(1)探究加速度与力的关系：作出图像，得到一条过原点的直线，可知 a 与 F成2)探究加速度与质量的关系：作出图像，得到一条过原点的直线，可知 a 与 m成参考答案】1实验思路控制变量法(1)小车质量、小车所受的拉力(2)小车所受的拉力、小车的质量2物理量的测量物理物理4物体的质量、物体所受的作用力、物体运动的加速度(1)天平测、砝码(2)加速度的测量位移 x、秒表、2xt2、加速度、x1x2a1a2、位移(3)合力参考案例 1：用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系垫高、倾斜度、槽码参考案例 2：通过位移之比测量加速度之比阻力、木板、运动、停下来、刻度尺注意：(1)一、远小于4数据分析、得出结论(1)aF、正比(2)a1m、反比教材习题教材习题 01某同学在做“探究加速度与力的关系”和“探究加速度与质量的关系”实验时，把两个实验的数据都记录在表 1 中。

数据是按加速度的大小排列的，两个实验的数据混在一起，而且有两个加速度数据模糊不清（表1 中空格）请你把这些数据分拆填入表 2 和表 3 中，如果模糊的加速度数据是正确的，其数值应该是多少？请填在表 1 中表 1 实验记录F/Nm/kga/（ms）0.290.860.340.140.360.390.290.610.48解题方法解题方法利用控制变量法进行实验利用控制变量法进行实验物理物理50.190.360.530.240.360.290.410.710.290.360.810.290.310.340.360.94表 2 探究加速度与力的关系（条件：m）/NF2/(m s)a表 3 探究加速度与质量的关系（条件：F）/kgm2/(m s)a【答案】0.67m/s2，0.94m/s2；表 2 探究加速度与力的关系（条件：m 0.36kg）/NF0.140.190.240.290.342/(m s)a0.390.530.670.810.94在探究加速度与质量的关系时，应保证力不变，由表 1 可知，F=0.29N，故表 3 中所填数据如下表 3 探究加速度与质量的关系（条件：F 0.29N）/kgm0.860.610.410.360.312/(m s)a0.340.480.710.810.94教材习题教材习题 02解题方法解题方法物理物理6某同学用图所示的实验装置探究小车的加速度 a 与质量 m 的关系。

所用交变电流的频率为 50Hz1)图是他某次实验得到的纸带，两计数点间有四个点未画出，部分实验数据如图所示求小车的加速度是2)保持小车所受的拉力不变，改变小车质量 m，分别测得不同质量时小车加速度 a 的数据如表所示表 实验记录次数12345678质量/kgm0.250.290.330.400.500.711.001.67加速度2/(m s)a0.6180.5570.4820.4030.3170.2350.1520.086质量倒数11/kgm4.003.453.032.502.001.411.000.60请在图的坐标纸中做出1am图像根据1am图像可以得到实验结论是？利用控制变量法利用控制变量法进行实验、数据进行实验、数据处理，用图像法处理，用图像法得出结论得出结论物理物理7【答案】20.51m/s，拉力不变，物体的加速度和质量成反比考向一：考向一：实验原理和方法实验原理和方法【例【例 1 1】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，渗透了研究问题的多种科学方法以下各题均选填“理想实验法”“图像法”“阻力补偿法”“化曲为直法”“控制变量法”或“近似法”)(1)对阻力的处理：_2)实验设计思路：_。

3)对小车所受合力的简化：_，即当小车质量 M车m槽时，细绳对小车的拉力大小近似等于所挂槽码的重力 m槽g4)实验数据处理的科学方法：_5)由 aM车图像转化为 a1M车图像，所用的科学方法：_考向二：考向二：实验操作及注意事项实验操作及注意事项【例【例 2 2】在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某组同学用如图所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系，下列措施中物理物理8正确的是()首先要补偿阻力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力补偿阻力的方法就是在砂桶中添加砂子，使小车能匀速运动每次改变拉小车的拉力后，都需要重新补偿阻力实验中通过在砂桶中增加砂子来改变小车受到的拉力实验中应先放开小车，然后再接通打点计时器的电源实验中牵引小车的绳子应跟平板平行ABCD考向三：考向三：实验数据处理及误差分析实验数据处理及误差分析【例【例 3】某同学设计了一个“探究加速度 a 与物体所受合力 F 及物体质量 m 的关系”的实验，如图甲所示为实验装置简图(交流电源的频率为 50 Hz)1)如图乙所示为某次实验得到的纸带，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)保持沙和沙桶的质量不变，改变小车质量 m，分别得到小车加速度 a 与质量 m 及对应的1m，数据如下表序号12345678小车加速度a/(ms2)1.901.721.491.251.000.750.500.30物理物理9小车质量 m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.671m/kg14.003.453.032.502.001.411.000.60请在图丙所示的坐标纸中画出 a1m图线，由图线可得小车的加速度 a 与质量的倒数1m之间的关系式为_3)保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的质量，该同学根据实验数据作出了加速度 a 随合力 F 变化的图线，如图丁所示该图线不通过原点，其主要原因是_考向考向四四：实验创新实验创新【例 4】为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验其中 G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过 G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间t1、t2都可以被测量并记录滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为 M，挡光片宽度为 D，光电门间距离为 x，牵引砝码的质量为 m回答下列问题。

1)实验开始时，应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，判定调节是否到位的方法是_2)若取 M0.4 kg，改变 m 的值，进行多次实验，以下 m 的取值最不合适的一个是_Am15 gBm215 gCm340 gDm4400 g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为 a_(用t1、t2、D、x 表示)一、单选题一、单选题1用图示装置做“探究物体的加速度与力、质量的关系”的实验，下列操作中正确的是（）物理物理10A电火花打点计时器选用 46V 交流电源B平衡摩擦力时将砝码盘通过细线挂在小车上C实验中，释放小车与接通打点计时器需同时进行D实验中改变小车的质量后，不需要重新平衡摩擦力2在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某研究小组利用如图 1 所示实验装置，在满足所挂钩码质量远小于小车质量的前提下，进行实验数据测量、计算和分析根据测量数据，作出小车的加速度随细线拉力变化的aF图线，如图 2 所示你认为在实验过程中可能存在的问题是（）A先释放小车，后接通电源B补偿阻力时木板右端垫得不够高C先接通电源，后释放小车D电源电压过高造成小车加速度测量值偏大3某学习小组用如图所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”，下列操作正确的是（）A固定打点计时器时应调节图中 P物理物理11B打点计时器通过 Q 与电源相连C当细绳与木板不平行时应调节图中 R 使细绳与木板平行D阻力补偿时应调节图中 S 使小车能匀速下滑4小米同学用如图所示装置探究物体的加速度与力的关系。

下列操作中，是为了保证“细线下端悬挂钩码的重力可视为小车受到的合力”这一条件的是（）A实验前应调节定滑轮高度，使定滑轮和小车间的细线与木板平行B小车的质量应远小于钩码的质量C实验前应将木板远离打点器的一端适当垫高，以平衡摩擦力D实验时，应先接通打点计时器电源，后释放小车5“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，下列说法正确的是（）A每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力B实验时应先释放小车后接通电源C本实验砝码及砝码盘 B 的质量应远大于小车 A 的质量D在用图像探究加速度与质量的关系时，应作A1am图像6某同学将长木板右端适当垫高，其目是为了平衡摩擦力但他把长木板的右端垫得过高，使得倾角过大用 a 表示小车的加速度，F 表示细线作用于小车的拉力则他绘出的aF关系图像是（）AB物。