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1．如图甲装置为探究加速度与力、质量的关系的装置。
(1)实验中，需要补偿阻力，下列相关操作正确的是________。
A．补偿阻力时，应先将空沙桶用细绳绕过定滑轮系在小车上
B．补偿阻力时，小车后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器，调节木板的倾斜度，使
小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动
C．器材调整完毕后，每一次都要保证小车从同一位置由静止释放
D．补偿阻力后，改变小车质量多次实验，但长木板与水平桌面间的角度不需要再调整
(2)操作正确的情况下得到一条纸带如图乙所示，已知打点计时器电源的频率为50 Hz，相邻
两个计数点之间还有4个点未画出。则小车的加速度a＝__________ m/s2。(结果保留两位有
效数字)
2．(2024·江西吉安市第一中学月考)如图甲所示，某实验小组利用该装置“探究小车加速度
和力的关系”，小车的质量(包含滑轮)为M。不计绳与滑轮间的摩擦。(1)利用该装置实验时，下列说法正确的是________。
A．实验前应将长木板靠近打点计时器的一端垫高，以补偿阻力
B．每次在增加沙和沙桶的质量后需要重新补偿阻力
C．应将小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源
D．实验中一定要保证沙和沙桶的总质量m远小于小车的质量M
(2)实验中得到如图乙所示的一条纸带，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计
数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间
的距离，已知所用电源的频率为50 Hz，则小车的加速度大小a＝________ m/s2(保留两位有
效数字)。
(3)改变沙桶内沙子的质量，多次实验，以力传感器的示数F为横轴、小车对应的加速度a
为纵轴，作出的a－F图像如图丙所示，可知小车的质量M＝__________ kg(保留两位有效
数字)。
3．(2023·贵州贵阳市联考)某同学用如图甲所示的实验装置测量物块B的质量，物块A为质
量已知的砝码，A、B用跨过光滑定滑轮的轻质细绳连接，B下端拖着穿过固定的打点计时
器的纸带。回答下列问题：
(1)本实验中，物块A、B的质量应满足的关系为m ________m (填“>”“<”或“＝”)。
A B
(2)实验时，打出了如图乙所示的纸带，图中相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出，
测得点A、C之间的距离x ＝8.96 cm，C、E之间的距离x ＝18.76 cm，则可得物块A、B
AC CE
运动的加速度大小为________ m/s2。若m ＝200 g，取重力加速度为g＝9.80 m/s2，可得物块
A
B的质量为________ g(忽略一切阻力，打点计时器所接电源频率为50 Hz)。
4．(2024·广东茂名市六校联考)某实验小组的同学利用如图所示的实验装置探究小车匀加速
运动速度和位移的关系并测量小车(含遮光条)的质量M。以下是该实验的主要步骤：①用刻度尺测量出遮光条的宽度d；
②挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使小车(含遮光条)沿木板匀速下滑；
③取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车从起点由静止出发沿木板下滑通过光电门并
通过计算机记录了挡光时间Δt；
④改变砝码质量和木板倾角，重复步骤②③，每次释放小车位置相同且光电门在木板上位置
不变，用刻度尺测出小车在起点时遮光条的中点到光电门的距离L，已知重力加速度为g。
根据实验步骤回答以下问题：(结果均用m、k、g、d、L表示)
(1)根据步骤③可知，小车受到的合外力为________。
(2)某小组成员通过实验记录的数据作出m－图像，如图所示，若已知该图像斜率为k，则小
车的质量M＝__________。
5．(2022·山东卷·13)在天宫课堂中，我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实
验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等
器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下：
①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；
②接通气源，放上滑块。调平气垫导轨；
③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于 O点。A点到O
点的距离为5.00 cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；
④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如
图乙所示。
回答以下问题(结果均保留两位有效数字)：
(1)弹簧的劲度系数为________ N/m。
(2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a－F图像如图丙中 Ⅰ 所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________ kg。
(3)该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的 a－F图像Ⅱ，则
待测物体的质量为________ kg。
第 6 练 实验四：探究加速度与物体受力、物体质量的关系
1．(1)BD (2)0.40
解析 (1)补偿阻力时，细绳不用牵引小车，故A错误；补偿阻力时，小车后面应固定一条
纸带，纸带穿过打点计时器，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木
板做匀速直线运动，故B正确；器材调整完毕后，尽量让小车靠近打点计时器，不一定每
一次都要从同一位置由静止释放，故C错误；补偿阻力后，改变小车质量多次实验，但长
木板与水平桌面间的角度不需要调整，故D正确。
(2)由Δx＝aT2可得小车的加速度大小为a＝＝＝
×10－3 m/s2
＝0.40 m/s2。
2．(1)A (2)0.93 (3)1.0
解析 (1)小车在水平轨道上所受合外力为绳上拉力和摩擦力的合力，应通过垫高靠近打点
计时器一侧的木板让重力沿斜面方向的分力与摩擦力相等，此时小车所受合外力为绳上拉力，
故A正确；当重力沿斜面方向的分力与摩擦力相等时有mgsin θ＝μmgcos θ，由此可知，当
增加沙和沙桶的质量后，重力沿斜面方向的分力与摩擦力依然相等，故B错误；为保证打
在纸带上的点足够多，应将小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，故C错误；
此实验中，小车所受的合外力等于力传感器示数的两倍，因此不需要满足沙和沙桶的总质量
m远小于小车的质量M，故D错误。
(2)相邻计数点之间的时间间隔为T＝5×＝5× s＝0.1 s，由逐差法可知小车的加速度为a＝
＝ m/s2＝0.93 m/s2。
(3)由牛顿第二定律可知2F＝Ma，则a＝F，斜率k＝＝ kg－1＝2 kg－1，解得M＝1.0 kg。
3．(1)> (2)2.45 120
解析 (1)根据打点计时器的位置可判断出，释放后，A应向下运动，B向上运动，故
m >m ；
A B
(2)A、C之间的时间间隔及C、E之间的时间间隔均为T＝×2 s＝0.2 s，由x －x ＝aT2，解
CE AC
得a＝2.45 m/s2，据牛顿第二定律可得m g－F ＝m a，F －m g＝m a，解得m ＝m ＝120
A T A T B B B Ag。
4．(1)mg (2)
解析 (1)由题意可得，取下托盘和砝码后，小车在斜面上做匀加速直线运动，小车受到的
合外力为F＝mg
(2)由牛顿第二定律和速度位移公式可得()2＝2L，
可得m＝·
可知k＝，则M＝。
5．(1)12 (2)0.20 (3)0.13
解析 (1)由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00 cm。拉动
滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时。结合题图乙的F－t图像有Δx＝5.00 cm，
F＝0.610 N，根据胡克定律k＝，可得k≈12 N/m
(2)根据牛顿第二定律有F＝ma
则a－F图像的斜率表示滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据题图丙中Ⅰ，则有＝
kg－1＝5 kg－1，则滑块与加速度传感器的总质量为m＝0.20 kg
(3)滑块上增加待测物体，同理，根据题图丙中 Ⅱ，则有＝ kg－1＝3 kg－1，则滑块、待测物
体与加速度传感器的总质量为m′≈0.33 kg，则待测物体的质量为Δm＝m′－m≈0.13 kg。
