文档文本内容
第12 讲 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系
目录
01
考情解码·命题预警2
02 体系构建·思维可视.........................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚.........................................................................................................................4
考点一 教材原型实验.....................................................................................................................4
知识点1 实验原理与操作..........................................................................................................................4
知识点2 实验数据处理...............................................................................................................................6
知识点3 实验注意事项与误差分析..........................................................................................................6
考向1 实验原理与操作............................................................................................................................9
考向2 实验数据处理与误差分析............................................................................................................10
考点二 拓展创新实验...................................................................................................................11
知识点 实验的创新角度...........................................................................................................................11
考向1 测力的方法创新............................................................................................................................16
【思维建模】判断物质变化的基本思路
考向2 测加速度方法的创新.............................................................................................................18
.............................................................................................................................................................................30
04 真题溯源·考向感知........................................................................................................................29
考点要求
考察形式
2025 年
2024 年
2023 年
教材原型实验
选择题
非选择题
甘肃卷T11，6 分
广东卷T11，6 分
浙江卷T12，6 分
拓展创新实验
选择题
非选择题
江西卷T11，10 分
考情分析：
1.命题形式：单选题非选择题
2.命题分析：各地高考对探究加速度与物体受力、物体质量的关系这个实验的考查频度较高，考查多以原
型实验为基础，借助创新方案或者传感器等方式对该问题做一研究考查。
3.备考建议：1.掌握实验的原理，通过采集的数据利用图像，探究加速度与物体受力、物体质量的关
系，并会做出必要的误差分析。
2.能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。。
4.命题情境：
①生活实践类：采用小车木板打点计时器实验装置，也可以采用小车光电门装置。
②学习探究类：力的测量，加速度的测量。
5.常用方法：图像法、极限法
复习目标：
1.理解实验的原理，明确实验过程并能进行数据处理。
2.了解实验的注意事项，会对实验进行误差分析。
3.能理解创新实验的原理，并能运用相应的公式、函数处理数据。
考点
一
原
实验
教材
型
知识点1 实验原理与操作
原理装
置图
探究方法
控制变量法
——
操作
要领
(1)平衡：把木板的一侧垫高，平衡小车受到的阻力(改变小车或槽码质量，无
需重新平衡阻力)。
(2)质量：槽码的质量远小于小车质量(若使用力传感器，或以小车与槽码的系
统为研究对象无需满足此要求)。
(3)要测量的物理量
①小车与其上砝码的总质量(用天平测量)。
②小车受到的拉力(约等于槽码的重力)。
小车的加速度
③
(根据纸带用逐差法或根据光电门数据计算加速度)。
(4)其他：细绳与长木板平行；小车从靠近打点计时器的位置释放，在到达定
滑轮前按住小车，实验时先接通电源，后释放小车。
知识点2 实验数据处理
1．逐差法求加速度
先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度。
2．作图像找关系
(1)探究加速度与力的关系
以加速度a 为纵轴、F 为横轴，根据测量的数据描点，然后作出a-F 图像，看图像是否是通过原点的
直线，就能判断a 与F 是否成正比。
(2)探究加速度与质量的关系
以a 为纵轴、M 为横轴，根据各组数据在坐标系中描点，将会得到如图甲所示的一条曲线，由图线只
能看出M 增大时a 减小，不能得出a 与M 的具体关系。若以a 为纵轴、为横轴，将会得到如图乙所示的一
条过原点的倾斜直线，就能判断a 与M 成反比。
知识点3 实验注意事项与误差分析
1．注意事项
（1）平衡阻力的方法：在长木板无滑轮的一端垫上小木块，使其适当倾斜，利用小车重力沿斜面方
向的分力与摩擦力平衡。
（2）判断小车是否做匀速直线运动，一般可目测，必要时可通过打点纸带，看上面各点间的距离是
否均匀。
（3）平衡摩擦力时要注意以下两点：一是平衡摩擦力时不能在细绳的另一端挂槽码。
二是平衡摩擦力时必须让小车连上纸带，且让打点计时器处于工作状态。
2．误差分析
（1）偶然误差：小车、槽码质量的测量。纸带上各计数点间距的测量。
（2）系统误差：平衡阻力不足或者过度。用槽码的重力替代细绳的拉力。
考向1 实验原理与操作
例1 （2025·江西南昌·一模）某同学设计图甲装置做探究加速度与力的关系实验，操作如下；
“
”
①挂上砝码，调整长木板的倾角，使一定质量的小车恰能沿木板匀速下滑；
②取下砝码，用天平测出砝码质量m，让小车沿长木板下滑，此时小车下滑时所受的合力F 等于砝码
重力mg；用位移传感器收集数据测出此时小车的加速度a；
改变砝码质量，重复步骤①②，得出多组
③
a、F 数据，并作出
图像，如图乙。
(1)下列说法正确的是（ ）
A．本实验需要满足小车质量远大于砝码质量
B．实验中需要使细线与长木板平行
(2)以上装置和实验步骤的目的在于（ ）
A．消除斜面摩擦所引起的系统误差
B．消除滑轮摩擦所引起的系统误差
C．同时消除斜面摩擦与滑轮摩擦所引起的系统误差
(3)利用图乙可算得的小车质量
（用图中b、c 表示）。
【变式训练1·】（2025·湖北武汉·一模）1 在探究加速度与力、质量的关系的实验中，实验装置如图甲所
“
”
示。
(1)同时研究三个物理量间关系是很困难的，该实验中我们采用的研究方法是（单选）。
A．放大法
B．控制变量法
C．补偿法
(2)该实验过程中操作正确的是（单选）。
A．补偿阻力时小车不连接纸带
B．先接通打点计时器电源，后释放小车
C．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
(3)放开小车，小车会在轨道上加速下滑，此时细绳拉力（选填大于或小于）重物
“
”
“
”
m 的重力。为使细绳
拉力近似等于重物的重力，则所选重物的质量m（选填远大于、远小于或等于）小车的质量
“
”
“
”
“
”
M。
(4)小夏同学在这次实验中获得一条如图乙所示的纸带，建立以计数点0 为坐标原点的x 轴，各计数点的位
置坐标分别为0、x1、
、
…
x6.已知打点计时器的打点周期为T=0.02s，则打计数点5 时小车速度v=m/s（保留
3 位有效数字），小车加速度的表达式是（单选）。
A．
B．
C．
【变式训练2·】某同学设计了如下方案研究质量一定时加速度与合外力的关系，实验装置如
图甲所示。
(1)实验时，需要进行的操作是________。
A．平衡阻力时应不挂沙桶
B．用天平测出沙和沙桶的质量
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，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量m 远小于小车(含滑轮)的质量M
(2)保持小车(含滑轮)的质量不变，改变沙桶中沙的质量，记录多组传感器的读数F 和对
应纸带的加速度a 的数值，绘制出如图乙所示的a-F 图像，实验小组仔细分析图像，得
出了实验所用小车(含滑轮)的质量为________kg。
(3)该同学根据测量数据做出如图乙所示的a-F 图线没经过原点，该同学做实验时存在
的问题是______________________________。
考向2 数据处理和误差分析
例2 ．（2025·北京丰台·一模）做探究加速度与力、质量的关系的实验。
“
”
(1)若使用图甲所示装置进行实验，下列说法中正确的是 ______（选填选项前的字母）
A．拉小车的细线应与带滑轮的长木板平行
B．实验开始时，让小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带
C．把木板右端垫高，小车在拉力作用下拖动纸带匀速运动，以平衡小车受到的阻力
D．为减小误差，实验中要保证槽码的质量
远小于小车的质量
(2)在图甲所示装置中，实验室使用我国民用电时，打点计时器的打点频率为
，实验中得
到一条纸带，在纸带上从
点开始，每隔
个点取一个计数点，分别为
、
、
、
、
，如图乙
所示，相邻两计数点间的距离分别为
、
、
、
、
，则小车的加速
度为
。
(3)若采用传感器测量数据进行实验，装置如图丁所示，在小车前固定一无线式力传感器（通过无线传
输方式在电脑上显示拉力的大小），细绳系在力传感器上，槽码的总质量用
表示，小车（含车内钩
码）和力传感器的总质量用
表示。
① 实验中，在保持
一定的前提下， （选填需要或不需要）满足
“
”
“
”
远小于
；
（选填需要或不需要）平衡摩擦力。
“
”
“
”
② 若一位同学在上面①的两个选择中都选择了不需要，之后多次改变槽码的质量，重复实验，测得
“
”
多组力
及对应的加速度
作出
图像，最有可能的
图像是 。
(4)某同学利用图示装置探究加速度与力、质量的关系，某次实验中补偿了阻力之后，保持细绳与木
“
”
板平行，测得小车的加速度为
，该同学认为此时不能用槽码的重力大小来替代小车所受的拉力
大小。请对此谈谈你的看法（
取
） 。
【变式训练1】（2025·新疆喀什·一模）一学生小组用图（a）所示实验装置与打点计时器验证牛顿第二定
律。实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮。轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的带凹槽
的滑块相连，滑块质量为M，另一端可悬挂钩码。单个钩码质量为m，本实验中可用的钩码共有
个。重力加速度大小为g。
首先验证在合外力不变的条件下，物体加速度与物体质量的关系。实验步骤如下：
（1）将N 个钩码全部放入滑块。为使滑块可以在木板上匀速运动，在长木板左端下方垫上适当厚度
的垫块， （选填向右或向左）轻推一下滑块，让滑块自由运动，确定滑块运动状态。该
“
”
“
”
小组调整垫块厚度，认为滑块已基本做匀速运动。这样调节是为了平衡 （选填滑动或
“
”
静）摩擦力。
“
”
（2）用手按住滑块，将滑块上的1 个钩码取下，挂到滑轮下方（通过轻绳和滑块相连），为滑块提
供拉力。放开手后，测量滑块运动加速度
。
（3）保持挂在滑轮下方的1 个钩码不变，改变滑块上放置的钩码个数
。分别测量滑
块运动加速度大小。
（4）实验小组绘出的加速度
与总质量
的倒数
关系图线如图（b）所示。
由图（b）可知，实验图线的延长线不过原点。该小组重复步骤（1），并打出纸带（左侧的点先打
出）。打出的纸带可能是图 （选填“c”或“d”）。若要使图（b）中图线的延长线通过原点，
步骤（1）中应选择更 （选填厚或薄）的垫块。
“
”
“
”
然后验证在物体质量不变的条件下，物体加速度与其所受合力的关系。实验步骤如下：
（5）根据实验步骤（1）重新调整好木板初始倾角。
（6）改变滑块上放置的钩码个数
，轻绳悬挂钩码数为
。分别测量滑块运动的加
速度的大小。实验时，所研究的滑块及所载钩码和悬挂的钩码整个系统总质量不变。
（7）绘出滑块加速度与轻绳所悬挂钩码数量
的关系图线，如图（e）所示。可以看出
与
成 （选填线性关系或非线性关系），并可推知，
“
”
“
”
（选填“2”或“4”）。
【变式训练2·变考法】2025·北京石景山·一模）如图甲所示装置做探究加速度与力、质量的关系实验。
“
”
(1)除了图中所给的器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_______。
A．秒表
B．天平（含砝码）
C．弹簧测力计
D．刻度尺
(2)平衡摩擦力时，按图甲把实验器材安装好，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点
计时器， （选填挂或不挂）盘和砝码。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车
“
”
“
”
以一定初速度沿木板向下运动，不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做 运动。
(3)甲同学利用
图像求出每条纸带对应的加速度。他在处理其中一条纸带时，求出每个计数点对应
的速度，并将各点的速度都标在了如图乙所示的坐标系中。请在图乙坐标系中作出小车运动的
图
像 ，并利用图像求出小车此次运动的加速度a = m/s2（保留两位有效数字）。
(4)乙同学在探究小车加速度a 与所受拉力F 的关系时，根据实验数据作出的a-F 图像如图丙所示。
①发现图线不过原点，原因可能是 。
A．木板一端垫得过高
B．木板一端垫得过低
C．盘和砝码的总质量太大
D．盘和砝码的总质量太小
②发现图线发生了弯曲。经过思考认为，图线弯曲的原因在于实验中认为细线对小车的拉力F 等于盘
和砝码的总重力mg，而实际上F 与mg 并不相等。将
记为相对误差δ，若小车质量为
M，则相对误差δ 与
的关系图线应为 。
考点
二
创新实验
拓展
知识点 实验创新角度
创新角度
实验举例
实验器材
创新
位移传感器，速度传感器，拉力传感器，气垫导轨，光电门
实验原理
创新
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，取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下
滑，可知小车所受合力为mg。改变砝码质量，多次重复实验探究加速
度与物体受力关系。
实验目的
创新
(1)结合光电门得出物块在A、B 两点的速度，由vB
2－vA
2＝2ax 得出物块
的加速度
(2)结合牛顿第二定律，由mg－μMg＝(M＋m)a 得出物块与水平桌面间
的动摩擦因数
考向1 测量力的方法创新
例1 （2025·青海海南·一模）某兴趣小组设计了质量一定时，探究加速度与力的关系实验方案，如图甲
“
”
所示。小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，不计滑轮和细线的质量，不计细线与滑轮间的摩擦。
(1)对本实验的操作，下列说法正确的是_______。
A．实验中需要用天平测量砂和砂桶的质量m
B．实验中需要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行
C．实验中需要保证砂和砂桶的总质量m 远小于小车的质量M
D．先悬挂砂桶，再调整长木板的倾角，当小车拖着纸带沿长木板匀速下滑即达到平衡摩擦力的效果
(2)实验过程中，打出的一条纸带如图乙所示。打点计时器使用频率为50Hz 的交流电源，纸带上标注
的0、1、2、3、4、5、6 为计数点，相邻两计数点间还有四个计时点未画出。测出
，
，
，
，
，若根据纸带上的数据，可得打“2”点时小车的
速度大小
，则测得“2”“3”两点间的距离
，小车的加速度大小
（最后一空结果保留两位有效数字）。
【变式训练1·变情景】（2025·河南郑州·三模）某同学用如图甲所示装置做探究加速
“
度与力、质量的关系实验，小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端
”
连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力
传感器用于测小车受到拉力的大小。
(1)下列说法中正确的是______（多选）
A．调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行
B．打点计时器应使用工作电压为
的交流电源
C．实验前，把木板的一端抬高，以平衡小车与纸带受到的阻力
D．实验条件必须满足钩码与动滑轮的总质量远小于小车的质量
(2)该同学根据实验数据作出了小车的加速度a 与拉力传感器示数F 的关系图像如图乙所
示，图像不过原点的原因是______。
(3)若图乙中图线在纵轴上的截距为
，直线斜率为k，则小车的质量
______。
考向2 测量加速度的创新
例2（2025·浙江宁波·一模）两研究小组分别用图甲和图乙装置探究物体质量一定时，加速度与力的关系
“
”。
装置甲中各器材如图所示，装置乙中含有：带有遮光条的小车容器（内有一压力传感器，可测小钢球
对容器后侧壁的压力）、光电门、一端带有定滑轮的木板、重物、直径略小于容器宽度的小钢球（忽
略小球和容器之间的摩擦力）、细线。
(1)若图甲中所挂重物的重力视为小车的合力，若图乙中压力传感器的示数视为小球所受合力。则在实
验过程中，需要满足重物质量远小于小车质量的是 （填甲、乙或甲和
“
”
“
”
“
乙），同时，甲装置中需要长木板
”
，乙装置中需要长木板
。
A．保持水平 B．倾斜一特定角度 C．倾斜任意一小角度
(2)在正确操作的前提下，图乙装置改变重物质量，小车从同一位置开始运动，记录多组压力传感器示
数
和遮光时间，已知小球的质量为
，遮光条的宽度为
。根据测量的数据，实验小组作出
图像，图像斜率为
，则钢球开始运动的位置到光电门的距离为
（用字母m、d、k 表示）。
【变式训练1·变考法】在用
“
DIS 研究加速度和力的关系实验中：某同学采用光电门测量加速度，实验
”
装置如图。将小车放置在轨道上，使挡光片的左端与小车的左端A 点对齐，光电门放在B 处，测出A 到B
的距离L 和挡光片的宽度d。由静止开始释放小车，光电门自动测出小车上挡光片通过光电门的时间Δt。
(1)根据题中已知物理量，小车的加速度a＝________(用题中字母表示)。
(2)在上述实验中，下列操作步骤中必须做到的是________。
A.要用天平称量小车质量
B.钩码的质量应该远小于小车质量
C.通过增减配重片来改变小车的质量
D.不论轨道光滑与否，轨道一定要保持水平
(3)上述实验用光电门来测量小车运动的瞬时速度，若考虑挡光片的宽度，得到的速度测量值和真实值相比
________。
A.偏大
B.偏小
C.一样大
D.都有可能
(4)为了研究加速度和力的关系，某同学选择画小车的加速度与钩码质量的关系图线，如图所示。分析发现
图线在横轴上有截距，这是因为_______________________________________。
1．（2025·安徽·高考真题）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
(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
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
和a 随时间t 变化的散点图，以竖直向上为正方向。
时，物体处于___________（选填超重或失重）状态；以
“
”
“
”
为横轴、a 为纵轴，根据实验数
据拟合得到的
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
图像为图丁中的图线___________。（选填“b”“c”
或“d”）
2．（2025·山东·高考真题）某小组采用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律，部分实验步骤如下：
(1)将两光电门安装在长直轨道上，选择宽度为d 的遮光片固定在小车上，调整轨道倾角，用跨过定滑
轮的细线将小车与托盘及砝码相连。选用
________
（填“5.00”或“1.00”）的遮光片，可以较准
确地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度。
(2)将小车自轨道右端由静止释放，从数字毫秒计分别读取遮光片经过光电门1、光电门2 时的速度
、
，以及从遮光片开始遮住光电门1 到开始遮住光电门2 的时间
，计算小车的加速度
________
（结果保留2 位有效数字）。
(3)将托盘及砝码的重力视为小车受到的合力F，改变砝码质量，重复上述步骤，根据数据拟合出
图像，如图乙所示。若要得到一条过原点的直线，实验中应________（填增大或减小）轨道
“
”
“
”
的倾角。
(4)图乙中直线斜率的单位为________（填“
或
”
“
）。
”
3．（2025·浙江·高考真题）探究加速度与力、质量的关系的实验装置如图所示。
“
”
(1)如图是某次实验中得到的纸带的一部分。每5 个连续打出的点为一个计数点，电源频率为
，
打下计数点3 时小车速度为_____
（保留三位有效数字）。
(2)下列说法正确的是_____（多选）
A．改变小车总质量，需要重新补偿阻力
B．将打点计时器接到输出电压为
的交流电源上
C．调节滑轮高度，使牵引小车的细线跟长木板保持平行
D．小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车
(3)改用如图1 所示的气垫导轨进行实验。气垫导轨放在水平桌面上并调至水平，滑块在槽码的牵引下
先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2 的遮光时间分别为
，
测得两个光电门间距为x，用游标卡尺测量遮光条宽度d，结果如图2 所示，其读数
_____mm，则
滑块加速度
_____（用题中所给物理量符号表示）。
4．（2024·甘肃·高考真题）用图1 所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系。
(1)以下操作正确的是______（单选，填正确答案标号）。
A．使小车质量远小于槽码质量
B．调整垫块位置以补偿阻力
C．补偿阻力时移去打点计时器和纸带
D．释放小车后立即打开打点计时器
(2)保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带。其中一条纸带的计数点如图2 所示，
相邻两点之间的距离分别为
，时间间隔均为T。下列加速度算式中，最优的是______（单选，
填正确答案标号）。
A．
B．
C．
D．
(3)以小车和砝码的总质量M 为横坐标，加速度的倒数
为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的
图像
如图3 所示。
由图可知，在所受外力一定的条件下，a 与M 成 （填正比或反比）；甲组所用的
“
”
“
”
（填小
“
车、砝码或槽码）质量比乙组的更大。
”
“
”
“
”
5．（2024·江西·高考真题）某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图（a）所示，水
平轨道上安装两个光电门，小车上固定一遮光片，细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上钩码。
（1）实验前调节轨道右端滑轮高度，使细线与轨道平行，再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力。
（2）小车的质量为
。利用光电门系统测出不同钩码质量m 时小车加速度a。钩码所受重力记为
F，作出
图像，如图（b）中图线甲所示。
（3）由图线甲可知，F 较小时，a 与F 成正比；F 较大时，a 与F 不成正比。为了进一步探究，将小车的
质量增加至
，重复步骤（2）的测量过程，作出
图像，如图（b）中图线乙所示。
（4）与图线甲相比，图线乙的线性区间 ，非线性区间 。再将小车的质量增加
至
，重复步骤（2）的测量过程，记录钩码所受重力F 与小车加速度a，如表所示（表中第
组数据未列出）。
序号
1
2
3
4
5
钩码所受重力
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
小车加速度
0.26
0.55
0.82
1.08
1.36
序号
6
7
8
15
钩码所受重力
0.120
0.140
0.160
……
0.300
小车加速度
1.67
1.95
2.20
……
3.92
（5）请在图（b）中补充描出第6 至8 三个数据点，并补充完成图线丙 。
（6）根据以上实验结果猜想和推断：小车的质量 时，a 与F 成正比。结合所学知识对上述推
断进行解释： 。
6．（2024·广东·高考真题）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成
实验操作和计算。
(1)图甲是探究加速度与物体受力、物体质量的关系实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是
“
”
。
图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打
点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为
（结果保留3 位有效数字）。
(2)在长度的测量及其测量工具的选用实验中，某同学用
“
”
50 分度的游标卡尺测量一例柱体的长度，示数如
图丙所示，图丁为局部放大图，读数为 cm。
(3)在用双缝干涉实验测量光的波长实验调节过程中，在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可
“
”
调节。打开并调节 。使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏，装上单缝、双缝和测量头。调
节测量头，并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 。
7．（2024·浙江·高考真题）如图1 所示是探究加速度与力、质量的关系的实验装置。
“
”
（1）该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是 ；
A．放大法 B．控制变量法 C．补偿法
（2）该实验过程中操作正确的是 ；
A．补偿阻力时小车未连接纸带
B．先接通打点计时器电源，后释放小车
C．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
（3）在小车质量 （选填远大于或远小于）槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。
“
”
“
”
上述做法引起的误差为 （选填偶然误差或系统误差）。为减小此误差，下列可行的方案是
“
”
“
”
；
A．用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车
B．在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器
C．在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小
（4）经正确操作后获得一条如图2 所示的纸带，建立以计数点0 为坐标原点的x 轴，各计数点的位置坐标
分别为0、
、
、
。已知打点计时器的打点周期为T，则打计数点5 时小车速度的表达式
；小
车加速度的表达式是 。
A．
B．
C．
8．（2022·浙江·高考真题）（1）①探究小车速度随时间变化的规律的实验装置如图
“
”
1 所示，长木板水平
放置，细绳与长木板平行。图2 是打出纸带的一部分，以计数点O 为位移测量起点和计时起点，则打计数
点B 时小车位移大小为 cm。由图3 中小车运动的数据点，求得加速度为 m/s2（保留两位有效
数字）。
②利用图1 装置做探究加速度与力、质量的关系的实验，需调整的是
“
”
。
A．换成质量更小的小车 B．调整长木板的倾斜程度
C．把钩码更换成砝码盘和砝码 D．改变连接小车的细绳与长木板的夹角
（2）探究求合力的方法的实验装置如图
“
”
4 所示，在该实验中，
①下列说法正确的是 ；
A．拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同
B．在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点
C．测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
D．测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板
②若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要 （选填“2”、“3”或“4”）次把橡皮条结点拉到O 点。
9．（2022·山东·高考真题）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；
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
③
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；
计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力
④
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
，则待测物体的
Ⅱ
质量为 kg。
