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3.3 实验四：探究加速度与力、质量的关系
1．某小组用如图所示的装置（甲图为侧视图、乙图为俯视图）验证“质量一定时加速度与合外力成正
比”，保持两小车质量相同，绳子下端悬挂质量不同的槽码。实验前，先平衡摩擦力，然后同时释放两小
车，经过一段时间后，使两小车同时停止运动。
（1）本实验中需要测量的物理量有___________。
A．小车的质量M B．两小车运动的时间t
C．两小车各自所挂槽码的质量 、 D．两小车运动的位移 、
（2）若质量一定时加速度与合外力成正比，则测量数据应满足的关系式为___________。（用所测物理量
的符号表示）
（3）小华同学利用打点计时器测量小车的加速度。图丙为实验中得到的一条纸带，纸带上两相邻计数点
的时间间隔为 ，其中 、 、 、 、 、
、则小车的加速度大小为___________ 。（计算结果保留两位小数）
【答案】 CD##DC 0.64
【解析】
（1）[1]本实验探究质量一定时加速度与合外力成正比，则要保证小车的质量一定，两个不同拉力下的加
速度与对应拉力的关系，所以要测量拉力（即槽码质量）及位移（两车运动时间一样，位移与加速度成正
比，可通过比较位移从而比较加速度）之比。
故选CD。
（2）[2]因为拉力是用槽码重力代替，则有小车做初速度为零的匀加速直线运动，据 知时间相等时，位移与加速度成正比，即
若有
则可得到加速度与作用力成正比。
（3）[3] 由逐差公式求加速度为
代入数据解得
2．小明用图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。实验中，保持小车质量不变来探究小车加速度a
与合力F的关系。
（1）小明在实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知打点计时器采用的是频率为 的交流电，相邻两
计数点之间还有四个计时点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________ （结果保留三
位有效数字）；
（2）在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘受到的总重力 ，由此造成的误差是___________
（选填“系统”或“偶然”）误差。设拉力的真实值为 ，小车的质量为M，为了使 ，应
当满足的条件是 _______________（结果保留两位有效数字）。若不满足此条件，在描绘 图像时可能出现图线__________。（选填“A”、“B”或“C”）
【答案】 2.00 系统 ##0.053 B
【解析】
（1）[1]根据逐差法可得
（2）[2]小车和砝码、砝码盘一起运动，根据牛顿第二定律有
可得小车受到的拉力
即实际拉力小于 ，本实验用砝码和砝码盘受到的重力代表小车受到的拉力，只有
才有
此误差为系统误差
[3]依题意
与
联立，可得
解得[4]若不满足此条件，图像会出现弯折，若砝码质量非常大，小车加速度会趋于自由落体加速度g（为一定
值）。
故选B。
3．某实验小组利用图示的装置探究“物体加速度与质量的关系”。
（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）为了保证在改变木块上的砝码质量时，木块所受的拉力近似不变，砝码桶及桶内砝码的总质量应满
足的条件是___________。
（3）甲、乙两同学在同实验室，各取一套图示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，分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量
分别为 、 ，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为 ， ，由图可知， ___________ ，
___________ 。（填“大于”、“小于”或“等于”）
【答案】 AD##DA 远小于木块和木块上砝码的总质量 小于 大于
【解析】
（1）[1]A．为了保证滑块受到的绳子拉力是恒力，需要调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，A
正确；
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，不能将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上，B
错误；
C．实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块，C错误；
D．平衡摩擦力后，每次改变木块上的砝码质量时，只要保持倾角不变，不需要重新调节木板倾斜度，D
正确；
故选AD。
（2）[2]为了保证在改变木块上的砝码质量时，木块所受的拉力近似不变，以木块和木块上砝码为对象，
根据牛顿第二定律可得
以砝码桶及桶内砝码为对象，根据牛顿第二定律可得
联立可得
可知在改变 时，为了使绳子拉力几乎等于砝码桶及桶内砝码总重力 ，需要砝码桶及桶内砝码的总质
量远小于木块和木块上砝码的总质量；
（3）[3][4]根据牛顿第二定律可得
解得
由图像的斜率和纵轴截距大小关系可得
可知 小于 ， 大于 。
4．某同学用如图所示装置研究“小车加速度与外力的关系”。（1）为了消除小车与木板之间摩擦力的影响，该同学采用了阻力补偿的方法，下列操作正确是( )
A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下拉着纸带恰好做匀速运动
B．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下拉着纸带恰好做匀加速运动
C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车拉着纸带恰好做匀速运动
D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车拉着纸带恰好做匀加速运动
（2）实验时一定要进行的操作是______；
A．用天平测出小车质量
B．连接小车的细线与长木板平行
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车
D．为减小误差，实验中一定要保证小车的质量远大于钩码和传感器的总质量
（3）该同学在保持小车质量不变的情况下，按实验步骤，测量出多组a、F（力传感器的示数）值，并作
出 关系图像，则图像可能是下列中的________；
【答案】 C BC##CB A
【解析】
（1）[1]在平衡摩擦力时，是利用重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡，所以需要将木板不带滑轮的一端
适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车拉着纸带恰好做匀速运动，C正确，ABD错误；
故选C。
（2）[2]
A．该同学是要研究“小车加速度与外力的关系”，只要控制小车质量不变就可以了，不需要测小车的质
量，A错误；
B．为了保证小车受到的细线拉力为恒力，连接小车的细线需要与长木板平行，B正确；
C．为了充分利用纸带，小车释放位置要靠近打点计时器，并先接通电源，待打点稳定后再释放小车，C
正确；D．该装置利用拉力传感器得到细线拉力，故细线拉力不需要用钩码和传感器的总力代替，故不需要保证
小车的质量远大于钩码和传感器的总质量，D错误；
故选BC。
（3）[3]该同学已经在第（1）中平衡了小车受到的摩擦力，细线拉力通过拉力传感器得到，根据牛顿第二
定律可得
可得
小车的质量保持不变，故 图像为一条过原点的直线，A正确，BCD错误；
故选A。
1．（2022·上海黄浦·二模）某同学用如图a所示的装置验证加速度与力的关系。
（1）为平衡摩擦力，将轨道一端略抬高，给小车一初速度使其在轨道上运动，利用位移传感器获得小车
的速度-时间图像如图b，则应适当___________（选填“增大”“减小”）轨道倾角。平衡摩擦后，操作
中要控制___________（选填“小车”“钩码”）的质量不变。
序号 F/N a/m·s-2
1 0.14 0.39
2 0.19 0.533 0.24 0.67
4 0.25 0.80
5 0.34 0.94
（2）经过正确操作，所测量的拉力与加速度的数据如右表。请在图c。中用“×”补充完成序号为 4、5 的
数据描点并做出 a-F 图像。 ___________
（3）某同学对“将钩码的重力大小视为小车所受拉力的大小”的做法提出质疑，并开展了如下研究：他
在小车上固定一个力传感器，可直接测得小车所受拉力。测得小车与传感器总质量为 0.486kg，改变钩码
质量，多次实验，测得多组钩码重力与小车所受拉力，图d。中的图线①、②分别为钩码重力、小车所受
拉力随钩码质量变化的关系图像。请根据图像，针对该同学的质疑给出回答。 ___________
【答案】 减小 小车 当钩码质量远小于小
车质量时，钩码的重力大小可近似视为小车所受的拉力大小
【解析】
（1）[1] 图b 可知小车获得一初速度后做匀加速运动，说明重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，应适当减小轨道倾角。
[2] 该实验要验证加速度与力的关系，平衡摩擦后，操作中要控制小车的质量不变。
（2）[3]
（3）[4]由图像d可知，当钩码质量远小于小车质量时，钩码的重力大小可近似视为小车所受的拉力大小。
2．（2022·湖南·长郡中学二模）在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、丙、丁四位同学
分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M，重物质量用m表示。
（1）为便于测量合力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合力成正比的结论，下列
说法正确的是________。（填选项字母）
A．四组实验中只有甲需要平衡摩擦力
B．四组实验都需要平衡摩擦力
C．四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件
D．四组实验都需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件
（2）按甲同学设计装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的 图像如图所示，从图像中可
以得出，当小车的质量为0.5kg时，它的加速度为_______m/s2。（3）若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同，通过计算得到小车加速度
均为a，则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为_______。
【答案】 BC##CB 1 2∶1∶1
【解析】
（1）[1]AB．四组实验中长木板都是水平放置，都需要平衡摩擦力，故A错误，B正确；
CD．四组实验中，乙、丁都能用弹簧测力计测量绳的拉力，丙用力的传感器测量绳的拉力，只有甲不能测
量绳的拉力，用重物的重力替代绳的拉力，需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件，故C
正确，D错误。
故选BC。
（2）[2]根据牛顿第二定律得
根据图像得
当小车的质量为0.5 时，它的加速度为
（3）[3]乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为
3．（2022·山东日照·三模）某同学利用图甲所示的装置探究“加速度与合外力的关系”，实验操作步骤如
下∶（i）挂上沙桶（含沙砾），改变木板的倾角，使小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
（ii）取下沙桶，测出沙桶（含沙砾）的质量m，让小车沿木板下滑，测出加速度大小a；
（iii）改变沙桶内沙砾的质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得 的关系。
回答以下问题∶
（1）实验中必要的是______
A．与小车相连的细线必须与长木板平行
B．平衡摩擦力时要取下细绳和沙桶
C．先接通打点计时器的电源再释放小车
D．电火花打点计时器应选用4~6V交变电源
（2）实验获得多条纸带，其中一条如图乙所示，计数点a、b、c、d、e间均有四个点未画出，电源的频率
是50Hz，小车的加速度大小a=___m/s2（保留两位有效数字）。
（3）把沙桶（含沙砾）的重力mg作为小车受到的合力F，作出 图像，当沙桶（含沙砾）的质量接近
小车的质量后，可能会出现图丙中的图线____（选填①、②或③）。
【答案】 AC##CA 0.48 ②
【解析】
（1）[1]AB．步骤（i）中，当小车拖着纸带匀速下滑时，由平衡条件有
，
步骤（ii）中，小车加速下滑时
联立可得
即小车加速下滑时，合力大小等于沙桶（含沙砾）的总重力mg。可知，与小车相连的细线必须与长木板平
行,平衡摩擦力时要挂上细绳和沙桶，A正确，B错误；
C．先接通打点计时器的电源，待打点稳定后再释放小车，C正确；
D．电火花打点计时器应选用220V交变电源，D错误。
故选AC；（2）[2]相邻计数点时间间隔为
根据匀变速直线运动规律，采用逐差法求解加速度
（3）[3]由 知，mg=F，有
图像的斜率表示小车质量的倒数，小车质量不变，a与F成正比例关系，图线斜率不变，故选②。
4．（2022·天津·耀华中学一模）某同学采用如图甲所示的实验装置探究加速度和力的关系，其中小车的质
量为M，砂和砂桶的总质量为m（滑轮光滑），交流电频率为f=50Hz。
（1）本实验中____________（需要或不需要）满足m<”“<”或“=”）；（3）实验时，关于实验研究对象的选取下列说法正确的一项是______。
A．若以 为研究对象， 受到的合力大小应表示为
B．若以 为研究对象， 受到的合力大小应表示为
C．若以 为研究对象， 受到的合力大小应表示为
D．若以 为研究对象， 受到的合力大小应表示为
【答案】 > B
【解析】
（1）[1]由匀变速直线运动的判别式 ，结合逐差法可得
（2）[2]实验时需保证 向上加速运动从而能拖动纸带，则必须满足 。
（3）[3]对轻滑轮受力分析，有
AB．若以 为研究对象， 受到的合力应表示为
故A错误，B正确；
CD．若以 为研究对象， 受到的合力应表示为
故CD错误；
故选B。1、（2022·山东卷·T13）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
5.00cm，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。
【答案】 ①. 12 ②. 0.20 ③. 0.13
【解析】
（1）[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5.00cm。拉动滑块使其左端处
于A点，由静止释放并开始计时。结合图乙的F—t图有
x = 5.00cm，F = 0.610N
根据胡克定律
计算出k ≈ 12N/m
（2）[2]根据牛顿第二定律有
F = ma
则a—F图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据图丙中I，则有
则滑块与加速度传感器的总质量为
m = 0.20kg
（3）[3]滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中II，则有
则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为
m′ = 0.33kg
则待测物体的质量为
m = m′ - m = 0.13kg
2、（2021·福建·高考真题）某实验小组利用图（a）所示的实验装置探究空气阻力与速度的关系，实验过
程如下：
（1）首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上，然后将纸带穿过打点计时器与小车相连。
（2）用垫块将木板一端垫高，调整垫块位置，平衡小车所受摩擦力及其他阻力。若某次调整过程中打出
的纸带如图（b）所示（纸带上的点由左至右依次打出），则垫块应该___________（填“往左移”“往右
移”或“固定不动”）。
（3）在细绳一端挂上钩码，另一端通过定滑轮系在小车前端。
（4）把小车靠近打点计时器，接通电源，将小车由静止释放。小车拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如
图（c）所示。已知打点计时器所用交流电的频率为 ，纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个
打出的点未画出。打出F点时小车的速度大小为___________ （结果保留2位小数）。（5）保持小车和钩码的质量不变，在小车上安装一薄板。实验近似得到的某时刻起小车v-t图像如图
（d）所示，由图像可知小车加速度大小___________（填“逐渐变大”“逐渐变小”或“保持不变”）。
据此可以得到的实验结论是___________。
【答案】 往右移 0.15 逐渐变小 空气阻力随速度增大而增大
【解析】
（2）[1]由题图（b）可知从左往右点间距逐渐增大，说明小车做加速运动，即平衡摩擦力过度，应减小木
板的倾角，即将垫块往右移。
（4）[2]打F点时小车的速度大小等于打E、G两点之间小车的平均速度大小，即
（5）[3]v-t图像的斜率表示加速度，所以由图像可知小车加速度大小逐渐变小。
[4]小车加速度随速度的增大而变小，根据牛顿第二定律可知小车和钩码组成的系统所受合外力F随速度的
增大而变小。装上薄板后，设小车所受空气阻力大小为f，则
而钩码重力mg不变，故由此得到的结论是空气阻力随速度增大而增大。
3．（2021·湖南·高考真题）某实验小组利用图（a）所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要
实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量垫块厚度 ，示数如图（b）所示， ___________ ；
（2）接通气泵，将滑块轻放在气垫导轨上，调节导轨至水平；
（3）在右支点下放一垫块，改变气垫导轨的倾斜角度；（4）在气垫导轨合适位置释放滑块，记录垫块个数 和滑块对应的加速度 ；
（5）在右支点下增加垫块个数（垫块完全相同），重复步骤（4），记录数据如下表：
1 2 3 4 5 6
0.087 0.180 0.260 0.425 0.519
根据表中数据在图（c）上描点，绘制图线___________。
如果表中缺少的第4组数据是正确的，其应该是___________ （保留三位有效数字）。
【答案】 1.02 0.342
【解析】
（1）[1]垫块的厚度为
h=1cm+2 0.1mm=1.02cm
（5）[2]绘制图线如图； ×
[3]根据可知a与n成正比关系，则根据图像可知，斜率
解得
a=0.342m/s2
4．（2020·北京·高考真题）在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：
（1）为猜想加速度与质量的关系，可利用图1所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上，前端通过钩
码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段
时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件，下
列正确的是：________(选填选项前的字母)。
A．小车质量相同，钩码质量不同
B．小车质量不同，钩码质量相同
C．小车质量不同，钩码质量不同
（2）某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系，设计实验并得到小车加速度 与质量 的7组实验数据，
如下表所示。在图2所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请将余下的一组数据描在坐标纸上，并作出
图像______。
次数 1 2 3 4 5 6 7
0.62 0.56 0.48 0.40 0.32 0.24 0.15
0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00（3）在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。请在图3中画出小车受力的示意图。为
了简化“力”的测量，下列说法正确的是：__________（选填选项前的字母）。
A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力
B．若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力
C．无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力
D．让小车的运动趋近与匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力
【答案】 B AD
【解析】
（1）[1]为了探究加速度与质量的关系，必须控制小车所受拉力相同，而让小车的质量不同，所以钩码质
量相同，故B正确。
（2）[2]数据描点和 图像如图所示
（3）[3]A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车所受重力沿斜面的分力刚好等于小车所受的摩擦力，则小
车受力可等效为只受绳的拉力，故A正确；
B．若斜面倾角过大，重力沿斜面的分力大于摩擦力，小车所受合力将大于绳的拉力，不利于简化“力”
的测量，故B错误；
C．由牛顿第二定律可知，无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都大于绳的拉力，故C错误D．当小车的运动为匀速时，由平衡可知，砂和桶的重力近似等于绳的拉力，故D正确；
故选AD。
5．（2020·浙江·高考真题）做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方案；图乙
是拓展方案，其实验操作步骤如下：
（ⅰ）挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
（ⅱ）取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；
（ⅲ）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到 的关系。
①实验获得如图所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大
小 _____ （保留两位有效数字）；
②需要满足条件 的方案是_____（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作 图象时，把
作为F值的是_____（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。
【答案】 0.18～0.19 甲 甲和乙
【解析】
①[1]．打点计时器打点周期
由匀加速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得，在打d点时小车的速度
②[2][3]．在图甲的实验方案中，由托盘和砝码的重力提供拉力，让小车做匀加速直线运动，由牛顿第二定
律可得
则则绳子对小车的拉力
当 时，绳子拉力近似等于托盘和砝码的重力。
故甲需要满足 。
在图乙的实验方案中，挂上托盘和砝码，小车匀速下滑，设斜面的倾斜角为 ，斜面和纸带对小车的摩擦
力或阻力总和为f，则有
取下托盘和砝码，小车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得
即
故乙方案中，不需要满足 。
在甲乙方案中，均用托盘和砝码的重力mg作为小车匀加速的直线运动的合力及F。
6．（2020·全国·高考真题）一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。一实验小组
用此装置测量小球B运动的加速度。
令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h=0.590 m，下降一段距离后的高度
0
h=0.100 m；由h 下降至h所用的时间T=0.730 s。由此求得小球B加速度的大小为a=_______m/s2（保留3
0
位有效数字）。
从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0 g和150.0 g，当地重力加速度大小为g=9.80
m/s2。根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a′=_______m/s2（保留3位有效数字）。
可以看出，a′与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：__________。
【答案】 1.84 1.96 滑轮的轴不光滑，绳和滑轮之间有摩擦（或滑轮有质量）
【解析】①有题意可知小球下降过程中做匀加速直线运动，故根据运动学公式有
代入数据解得a=1.84m/s2；
②根据牛顿第二定律可知对小球A有
对小球B有
带入已知数据解得 ；
③在实验中绳和滑轮之间有摩擦会造成实际计算值偏小。
7．（2020·浙江·高考真题）在“探究加速度与力、质量的关系”和用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的
关系”实验中
（1）都是通过分析纸带上的点来测量物理量，下列说法正确的是______
A．都需要分析打点计时器打下的第一个点 B．都不需要分析打点计时器打下的第一个点
C．一条纸带都只能获得一组数据 D．一条纸带都能获得多组数据
（2）如图是两条纸带的一部分，A、B、C、…、G是纸带上标出的计数点，每两个相邻的计数点之间还有
4个打出的点未画出。其中图_____（填“甲”或“乙”）所示的是用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的
关系”的实验纸带。“探究加速度与力、质量的关系”实验中，小车的加速度大小a=_____m/s2（保留2位
有效数字）。
（3）在用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验中，平衡阻力后，小车与橡皮筋组成的系统在
橡皮筋恢复形变前机械能_____（填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】 BC 甲 0.40 不守恒
【解析】
（1）[1]AB．在“探究加速度与力、质量的关系”和用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实验中均不需要打下的第一个点，前者主要利用纸带求解加速度，后者主要研究两点间的动能的变化，无需从第
一个点进行研究。故A错误，B正确；
CD．牛顿第二定律实验探究一条纸带只能求解一个加速度，找到加速度a与质量m和合外力F的一组对应
关系；动能定理探究也是从一条纸带上选择两个点作为一组数据进行过程分析，故C正确，D错误。
（2）[2]甲图中纸带后边是匀速直线运动，说明甲图应为用橡皮筋“探究做功与物体速度变化的关系”实
验；
[3]对乙纸带采用逐差法求解加速度：
（3）[4]小车与橡皮筋在运动过程中，除了斜面的摩擦力外还会受到空气的阻力作用，故平衡摩擦力运动
过程中机械能不守恒。
8．（2014·全国·高考真题）某同学利用图（a）所示实验装置即数字化信息系统获得了小车加速度a与钩
码的质量m的对应关系图，如图（b）所示，实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可
伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：
（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成______（填“线性”或“非线性”）的关系．
（2）由图（b）可知， 图线不经过远点，可能的原因是__________．
（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并
直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是______，钩码的质量应满
足的条件是___________．
【答案】 非线性 存在摩擦力 调整轨道倾斜度以平衡摩擦力 远小于
小车质量
【解析】
试题分析：（1）根据该同学描绘的加速度和钩码质量的图象是一条曲线而不是直线，所以是非线性关系．
（2）根据图（b）可知当钩码有一定质量，即细线有一定拉力时，小车加速度仍等于0，说明小车合力等
于0，所以可能除拉力外小车还受到摩擦力作用（3）实验改进部分由两个要求，第一个就是图象不过远点，需要平衡摩擦力，所以调整轨道倾斜度，第
二个就是图象时曲线，因为小车的合力即细线拉力并不等于钩码重力，而是拉力 只有当
时． ，图象近似为直线．
考点：探究牛顿第二定律实验探究
