文档内容
知识点 23：应用动力学方法测量物体的质量
题型一：应用牵引法+传感器进行测量
【典例1基础题】某同学利用如图所示装置研究外力与加速度的关系．将力传感器安装在
置于水平轨道的小车上，通过细绳绕过定滑轮悬挂钩码，小车与轨道及滑轮间的摩擦可忽
略不计．开始实验后，依次按照如下步骤操作：
①同时打开力传感器和速度传感器；
②释放小车；
③关闭传感器，根据F－t、v－t图象记录下绳子拉力F和小车加速度a；
④重复上述步骤．
（1）某次释放小车后得到的F－t、v－t图象如图所示．根据图象，此次操作应记录下的
外力F大小为____________ N，对应的加速度a为____________ m/s2.（保留2位有效数
字）
（2）利用上述器材和过程得到的多组数据作出小车的加速度a随F变化的图象(a－F图象)，
如图所示．若图线斜率为k，则安装了力传感器的小车的质量为____________．
题型二：应用牵引法+打点计时器进行测量
【典例2基础题】某实验小组利用如图3甲所示的装置“探究加速度与物体受力、物体质
量的关系”。
甲
(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________、________。
1
学科网（北京）股份有限公司乙
(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
标纸上作出的a－关系图线如图乙所示。由图可分析得出：加速度与质量成________关系
(填“正比”或“反比”)；图线不过原点说明实验有误差，引起这一误差的主要原因是平
衡摩擦力时长木板的倾角________(填“过大”或“过小”)。
丙
图3
(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们
在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图丙所示。
图线________(填“①”或“②”)是在轨道倾斜情况下得到的；小车及车中砝码的总质量
m＝________kg。
题型三：应用牵引法+打点计时器+弹簧测力计进行测量
【典例3基础题】某同学用如图甲所示装置探究“加速度与合外力的关系”实验，按要求
完成下列问题：
（1）实验中为了减小误差，下列做法正确的是________．
A．调节连接小车的轻绳至水平
B．钩码质量要远小于小车质量
C．平衡摩擦力时，将无滑轮端适当垫高，并在小车前端连接轻绳且悬挂钩码
D．平衡摩擦力时，将无滑轮端适当垫高，并在小车后端连纸带且穿过打点计时器，但前
端不需要连接轻绳悬挂钩码
（2）调节完毕后，如图乙是某次实验打出的一条纸带，纸带上每隔四个点取一个计数点，
测得相邻计数点间的间距．已知打点计时器采用的是频率为 f的交流电，则小车加速度的
表达式a＝________(用题及图中所给字母表示)．
2
学科网（北京）股份有限公司（3）如果某次实验所用的钩码重力为G，弹簧测力计的示数为F，不计动滑轮质量及绳与
滑轮间的摩擦，则下列关系正确的是________．
A．F>G B．F＝G
C．F< D．F＝
（4）改变悬挂钩码的质量重复实验，测得多组加速度a与弹簧测力计的示数F，作出a－
F图像为一过原点倾斜直线，其斜率为 k，则小车质量M＝________.若实验中所用交流电
的实际频率大于f，则根据图像求得的小车质量将________(填“偏大”“偏小”或“不
变”)．
题型四：应用牵引法+打点计时器+传感器进行测量
【典例4基础题】某同学将带滑轮的滑板放置在水平桌面上，调节滑板上表面水平，将力
传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，
在小车及传感器总质量不变的情况下，探究加速度跟它们所受拉力的关系时，根据测得的
数据在坐标系中作出了如图15所示的a－F图象．
图15
(1)由a－F图象可知小车和传感器的总质量为______ kg.(保留两位有效数字)
(2)图象不过坐标原点的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(3)为使图象过原点可垫高滑板的________(填“左”或“右”)侧，使传感器拉钩不挂绳时，
小车能做________(填“加速”“匀速”或“减速”)运动．
题型五：应用牵引法+光电门+气垫导轨进行测量
【典例5基础题】如图是探究加速度与力关系的实验装置．提供器材如下：带有刻度尺的
气垫导轨、气泵、光电门2个、数字计时器、带挡光片的滑块(其上可放砝码)、砝码盘(质
量5 g)、质量5 g的砝码5个．实验步骤：
①固定光电门，测出光电门间的距离；调节导轨水平，将滑块用细线跨过轻质滑轮与砝码
盘相连；
②将5个砝码放到滑块上，释放滑块，测出其经过光电门1和2的挡光时间；
③取滑块上一个砝码放入砝码盘，释放滑块，测出挡光时间；
④再次取滑块上一个砝码，依次重复上述操作，直至将5个砝码全部转移到砝码盘．
3
学科网（北京）股份有限公司（1）实验小组想用如图甲所示的游标卡尺测量挡光片的宽度，游标尺共有 10格，与主尺
的29格(29 mm)等长，则该游标卡尺的精确度为________ mm，实验小组先用该尺练习一
下读数，如图乙所示，读数为________ cm.
（2）描点作图分析加速度与力的关系．如图丙是用实验数据绘制的 a－F图像．错误图像
形成的原因可能是________．
A．滑块释放时具有一定的初速度
B．绘制a－F图像时，将砝码盘中的砝码重量作为合力F
C．滑块上固定的挡光片发生倾斜
（3）依据图丙计算出滑块的质量为________ g．(结果保留三位有效数字)
4
学科网（北京）股份有限公司
