2027届新高考物理热点精准复习+探究加速度与物体受力、物体质量的关系

2027届新高考物理热点精准复习

探究加速度与物体受力、物体质量的关系实验操作

实验原理实验装置实验步骤数据处理(1)测量:用天平测量小车的质量(M)、钩码的质量(m)。(2)安装:根据设计要求安装实验装置,只是不把悬挂钩码的细绳系在小车上。(3)平衡:在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块垫块,使小车能______下滑。(4)释放:钩码通过细绳绕过定滑轮系于小车上,接通电源后放开小车匀速误差分析(1)本实验用钩码的重力代替小车的拉力,而实际上小车所受的拉力要小于钩码的重力。(2)质量测量不准确、计数点间距离测量不准确都会引起误差典例精析

类型一

【典例1】(2025·安徽高考)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___。(选填正确答案标号)

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c【解析】(1)平衡阻力的方法是调整轨道的倾斜度,使小车不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动。(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。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=4s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”)。

失重d

类型二

项目错误操作及原因正确操作补偿阻力未补偿阻力补偿阻力时,细绳系在小车上小车带着纸带,补偿阻力项目错误操作及原因正确操作质量要求未能满足小车质量远大于砂桶和砂的质量应保证小车质量远大于砂桶和砂的质量项目错误操作及原因正确操作安装细线细线与长木板不平行细线与长木板平行项目错误操作及原因正确操作接电源接直流电源接交流电源项目错误操作及原因正确操作小车位置小车释放位置离打点计时器较远小车释放位置靠近打点计时器【典例2】在探究小车加速度与小车受力、小车质量的关系的实验中。(1)关于图甲中的实验装置,下列说法错误的是______;

A.打点计时器应该固定在长木板的最左端B.打点计时器不应该使用干电池,应使用交流电源C.应该将长木板右端垫起合适的高度,平衡小车所受的摩擦力D.小车初始应该靠近打点计时器放置A【解析】(1)打点计时器应该固定在长木板的最右端,选项A错误,符合题意;打点计时器不应该使用干电池,应使用交流电源,选项B正确,不符合题意;应该将长木板右端垫起合适的高度,平衡小车所受的摩擦力,选项C正确,不符合题意;小车初始应该靠近打点计时器放置,以充分利用纸带,选项D正确,不符合题意。故选A。(2)图乙所示的实验装置中明显安装错误的是____________________________________。

【解析】(2)连接小车的细线未与长木板表面平行。连接小车的细线未与长木板表面平行(3)【多选】改正不当之处后,利用甲、乙实验装置进行实验,下列说法正确的是________。

A.实验时小车应靠近打点计时器,先接通打点计时器电源,再释放小车B.改变小车质量后,需重新平衡摩擦力C.实验前,平衡摩擦力时,应取下纸带D.沙和沙桶的质量要远小于小车的质量A、D

【解析】(3)为了充分利用纸带,实验时小车应靠近打点计时器,先接通打点计时器电源,再释放小车,故A正确;平衡摩擦力时,根据Mgsinθ=μMgcosθ,可得tanθ=μ,可知改变小车质量后,不需要重新平衡摩擦力,故B错误。实验前,平衡摩擦力时,应取下细线,连着纸带,C错误;沙和沙桶的质量要远小于小车的质量,这样可以认为细绳拉力近似等于沙桶的重力,D正确。(4)平衡摩擦力时,某同学将小车放在水平静止的长木板上,将长木板不带滑轮的一端缓慢垫高,直到小车拖着纸带沿长木板向下匀速运动,该同学的操作________(选填“正确”或“错误”)。

【解析】(4)平衡摩擦力时,某同学将小车放在水平静止的长木板上,将长木板不带滑轮的一端缓慢垫高,直到小车拖着纸带沿长木板向下匀速运动,该同学的操作正确。正确巩固练习1.(2026·雅礼中学模拟)兴趣小组利用如图装置验证“加速度与力和质量的关系”的实验。第一小组:验证加速度与力的关系器材包含:导轨上有刻度尺的气垫导轨(含气泵)、光电门B、数字计时器、带遮光条的滑块A、钩码若干、力传感器(质量不计)和天平。实验步骤:固定好光电门B,调整导轨水平,用刻度尺测出遮光条与光电门之间的距离L及遮光条的宽度d,并记录滑块的位置,测出滑块和遮光条的总质量为M。滑块用平行于导轨的细线跨过滑轮连接在传感器上。在传感器上悬挂一个钩码,由静止释放滑块,记录滑块经过光电门的时间为Δt,读出传感器的示数F,保持滑块的质量不变,改变钩码的个数且从同一位置释放,进行多次实验,并作出图像。根据实验步骤回答下列问题:(1)不挂钩码和细线,接通气泵,在任意位置轻放滑块,观察到滑块________,兴趣小组判断调整后的导轨已经水平。

【解析】(1)本实验调节气垫导轨水平,由于滑块与气垫导轨间的摩擦可以忽略不计,故只需要使滑块不挂重物,打开气泵,释放滑块后静止即可。静止

均不需要2.实验小组探究“加速度与力、质量的关系”的装置如图所示。小钢球置于一小车内,车内后壁装有压力传感器,车顶安装有遮光条。细绳一端系于小车上,另一端跨过固定在长木板上的定滑轮,挂上钩码。(1)若将压力传感器的示数视为小钢球所受合力的大小,则在实验过程中,________(选填“需要”或“不需要”)满足钩码质量远小于小车质量,细线______(选填“需要”或“不需要”)调节至与长木板平行,长木板要调节至下列选项中的

(填选项字母)状态。A.保持水平B.倾斜一特定角度C.倾斜任意一小角度D.倾斜任意一大角度不需要需要