专题4.8 实验：探究加速度与力、质量的关系-2022-2023学年高一物理举一反三系列（人教版2019必修第一册）（原卷版）

3.0 envi 2025-03-17 4 4 3.55MB 42 页 3知币

专题 4.8 实验：探究加速度与力、质量的关系

【人教版】

【题型 1 实验原理与操作】..............................................................................................................

【题型 2 实验数据处理】..................................................................................................................

【题型 3 实验误差分析】..................................................................................................................

【题型 4 实验目的的创新】..............................................................................................................

【题型 5 实验器材的创新】..............................................................................................................

【题型 6 数据处理的创新】..............................................................................................................

【题型 7 实验原理的创新】..............................................................................................................

【题型 1 实验原理与操作】

【例 1】某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

(1)下列做法正确的是________(填字母代号)。

A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴

在木块上

C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源

D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条

件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量。(选填“远大于”

“远小于”或“近似等于”)

【变式 1-1】某实验小组利用图所示的装置探究加速度与物体受力、物体质量的关系。

(1)下列做法正确的是________(填字母代号)。

A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴

在木块上

C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源

D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条

件是砝码桶及桶内砝码的总质量________(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)木

块和木块上砝码的总质量。

(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套前图的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，

在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度 a与拉力 F的关系，分别得到下图中甲、乙两条

直线。设甲、乙用的木块质量分别为 m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分

别为 μ甲、μ乙，由图可知，m甲______m乙，μ甲______μ乙(均选填“>”“＝”或“<”)。

【变式 1-2】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤中，下列做法中正确的是(

)

A．同时改变拉力 F和小车质量 m的大小

B．先保持小车质量 m不变，研究加速度 a与拉力 F的关系，再保持 F不变，研究 a与m

的关系，最后导出 a与m及F的关系

C．只改变拉力 F的大小，小车质量 m的大小始终保持不变

D．只改变小车质量 m的大小，拉力 F的大小始终保持不变

【变式 1-3】几位同学在研究加速度 a和力 F、质量 m的关系时，设小车质量和车上砝码质

量之和为 M，砂及砂桶的总质量为 m，分别得出如图中四条图线，其中图 A、B、C是a-F

图线，图 D是a-图线，其中没有平衡摩擦力的是(　　)

【题型 2 实验数据处理】

【例 2】某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与物体受力、物体质量的关系．实验时，

把数据记录在表格中，数据是按加速度大小排列的，第 8组数据中小车质量和加速度数据

漏记．

组号 F/N m/kg a/(m·s－2)

1 0.29 0.86 0.34

2 0.14 0.36 0.39

3 0.29 0.61 0.48

4 0.19 0.36 0.53

5 0.24 0.36 0.67

6 0.29 0.41 0.71

7 0.29 0.36 0.81

8 0.29

9 0.34 0.36 0.94

(1)该同学又找到了第 8组数据对应的纸带以及小车质量，纸带如图乙所示．已知打点计时

器所用交流电的频率为 50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有 4个打出来的点未画

出．请你帮助该同学求出第 8组中的加速度 a＝________ m/s2；

(2)如果要研究加速度与物体受力的关系，需取表格中____________组数据(填组号)，作 a－

F图象；如果要研究加速度与物体质量的关系，需取表格中 ____________组数据(填组号)，

作a－m图象．这种研究方法叫作________法；

(3)作出的 a－m图象如图丙所示，由图象________(填“可以”或“不可以”)判断 a与m成

反比．

【变式 2-1】某实验小组利用如图所示的装置“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”。

(1)实验中除了需要小车、砝码、托盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、

低压交流电源、两根导线、复写纸、纸带之外，还需要________、________。

(2)某同学以小车和车上砝码的总质量的倒数为横坐标，小车的加速度 a为纵坐标，在坐标

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