资源简介

第10讲 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系
目录
01 课标达标练
题型01 教材原型实验
题型02 创新拓展实验
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 教材原型实验
某同学用如图所示的实验装置探究加速度与物体受力、物体质量的关系。
(1)为补偿小车所受的阻力，不挂细线及槽码，调节木板的倾斜度，直至轻推小车后，小车拖动纸带沿木板做 （选填“加速”“匀速”或“减速”）直线运动。
(2)将细线绕过定滑轮系在小车上，另一端挂上槽码。为使小车所受拉力近似等于槽码重力，应使槽码质量 （选填“远大于”或“远小于”）小车质量。
(3)实验中得到一条纸带如图所示，分别取计数点O、A、B、C、D，相邻计数点间还有四个点。已知打点计时器每隔0.02s打一次点，则打B点时小车速度为 m/s。
（24-25·江苏无锡·阶段练习）用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系，把右端带有滑轮的长木板放在实验桌上，小车的左端连接穿过打点计时器的纸带，右端连接细线，细线绕过定滑轮挂有托盘和砝码，通过垫块调节木板左端高度平衡摩擦力。
(1)下列实验操作中正确的有 ；
A．先接通电源后释放小车
B．调整定滑轮使细线与长木板平行
C．打点计时器接约8V的交流电源
D．平衡摩擦力时挂托盘但盘中不放砝码
(2)改进后再次实验，选取纸带的一段进行测量，部分实验数据如图乙所示。已知打点计时器的频率是50Hz，两计数点间有四个点未画出，则小车的加速度 m/s2；（结果保留两位有效数字）
(3)在探究加速度与质量的关系实验中，保持小车所受的拉力不变，改变小车质量，分别测得不同质量时小车加速度的数据，并在坐标纸上作出如图丙所示的图像，由图像得到的结论： ；
(4)在探究加速度与力的关系实验中，两次实验把所挂槽码的总重力记为F，根据实验数据作出的关系图像如图丁所示。得到图线①的实验中小车质量比图线②的小车质量 （填“大”、“小”或“相等”）。图线①不过原点的原因是： 。
（24-25江苏泰州·阶段练习）用图1所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。
(1)实验小组使用的电磁打点计时器，如图中接线正确的是 （选填“甲”或“乙”）。
(2)以下操作正确的是______；
A．小车质量应远小于槽码质量
B．拉小车的细绳要平行长木板
C．补偿阻力时要移去槽码和纸带
D．需要抬高长木板的右侧以补偿阻力
(3)某次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，则小车加速度a的表达式是______。
A．
B．
C．
D．
(4)甲乙两组同学各自独立实验，都探究加速度与质量的关系。他们都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，纵轴上的截距均为b．由图像得甲组所用的槽码质量 乙组槽码质量（选填“大于”、“小于”或“等于”）。根据理论推导可知 。（已知重力加速度为g）
（24-25·江苏无锡·阶段练习）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图所示的装置，打点计时器所用电源频率为50Hz。
(1)下面列出了一些实验器材：电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫板、小车和砝码、砂和砂桶、天平（附砝码）。除以上器材外，还需要的有（　　）
A．秒表 B．刻度尺 C．交流电源 D．直流电源
(2)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法正确的是（　　）
A．在平衡阻力时，应将槽码通过定滑轮用细绳拴在小车上
B．连接槽码和小车的细绳应与长木板平行
C．平衡阻力后，长木板的位置不能移动，每次改变小车质量时，应重新平衡阻力
D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先释放小车，再接通电源
(3)本实验采用的科学方法是 ；
(4)实验中，需要平衡打点计时器对小车的阻力及其他阻力；小车放在长木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。把长木板一端垫高，调节长木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿长木板做 运动；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量 （选填“远大于”“远小于”或“等于”）小车的质量。
(5)该同学实验中得到如图所示的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻计数点（相邻两计数点之间还有四个点未画出），计时器使用的交流电源频率为50Hz；根据纸带可以求出小车的加速度大小为 m/s2（结果保留3位有效数字）。
(6)该同学通过数据的处理作出了a-F图像，如图所示，则：
①图中的图线不过原点的原因是 。
②此图中图线发生弯曲的原因是 。
02 创新拓展实验
（24-25江苏苏州·阶段练习）某同学准备做“探究加速度与力的关系”和“探究加速度与质量的关系”实验。实验中，他将悬挂物的重力大小拟为小车受到的细线拉力大小。
(1)在即将补偿小车所受的阻力时，器材状态是图 （填“甲”或“乙”）
(2)已知打点计时器所用交变电源的频率为50，该同学某次实验得到的纸带如图所示。A、B、C、D、E是5个连续的计数点，相邻两计数点间有四个点未画出，实验数据如表中所示，其中有一组数据读取不当，这组数据是 （填A、B、C、D或E）。根据上述信息可得小车的加速度大小为 （保留两位有效数字）
计数点 A B C D E
位置坐标（cm） 4.50 5.50 7.30 9.80 13.3
(3)在探究加速度与力的关系时，该同学根据实验数据做出的图像如图丙所示，发现该图线不通过坐标原点且段明显偏离直线，分析其产生的原因，下列说法正确的是_________。
A．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足
B．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力过度
C．图线段弯曲可能是悬挂物总质量不满足远小于小车质量的条件
D．图线段弯曲可能是小车质量不满足远小于悬挂物总质量的条件
(4)若多次增大悬挂物的质量进行实验，得到悬挂物的质量m及对应的小车运动的加速度a，作出图像如图实线所示，在曲线部分取一点P、对应的横坐标为，已知重力加速度大小为g，若小车的质量为M，则P点与坐标原点O的连线斜率为 （用g、M、表示）。
（24-25江苏苏州·阶段练习）甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图甲、乙、丙所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题：
(1)①实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是 。（选“甲”、“乙”、“丙”或“都不需要”）。
②实验时，甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的图线如图（丁）中A、B、C所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是 。（选填“ABC”、“BCA”或“CAB”）。
(2)某同学利用“丙”图方案进行试验，
①下列关于该实验的操作说法中正确的是 。
A．必须用天平测出重物的质量
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．连接小车和重物的细线可以不与长木板保持平行
D．应当先释放小车，再接通电源
②利用打点频率为的打点计时器，得到的一条纸带如图（a）所示：（图中每两个计数点间还有四个点未画出）
则在该次实验中，小车运动的加速度大小为 。（结果保留三位有效数字）。
③某同学做实验时，未把木板的一侧垫高，就继续进行其他实验步骤，则该同学作出的小车的加速度a与弹簧测力计示数F的图像如图（b）所示，则实验中小车受到的摩擦力大小为 ，小车的质量为 。（用、、表示）。
（24-25江苏镇江·期中）某小组探究“质量不变时，物体加速度与其所受合外力的关系”。实验装置如图1所示，让小车右端和纸带相连，左端用细绳跨过定滑轮和槽码相连。
(1)该实验我们采用的研究方案是________（只有一个选项正确）；
A．保持小车质量不变，改变槽码质量 B．保持槽码质量不变，改变小车质量
C．保持槽码和小车的总质量不变 D．同时改变槽码质量和小车质量
(2)该实验过程中操作正确的是________（只有一个选项正确）；
A．补偿阻力时小车需连接纸带 B．使小车质量远小于槽码质量
C．释放小车后立即打开打点计时器 D．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
(3)实验中得到了一系列打点纸带，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。
①为减小，，…，的测量误差，需要用刻度尺量出各计数点到第1个计数点的距离，某一计数点在刻度尺上位置如图3所示，其读数为 cm；
②下列加速度算式中，最优的是 ；
A．
B．
C．
D．
(4)两位同学用不同质量的小车分别进行了实验，并作出图4中的甲、乙图线，其中为小车加速度，为槽码所受重力。请根据图线判断两次实验小车的质量关系为 （选填“>”、“=”或“<”），并结合所学知识说明理由 。
（24-25·江苏·期中）某实验小组用图甲所示装置“探究加速度与力的关系”。他们在气垫导轨A处安装了一光电门，装有遮光条的滑块用细线绕过轻质定滑轮与无线力传感器相连，细线与气垫导轨平行，传感器下方悬挂钩码，传感器显示上方绳子的拉力F，实验中每次滑块都从B处静止释放。已知滑块（含遮光条）质量为M，遮光条的宽度为d，A、B间的距离为L。
(1)滑块的质量 （选填“需要”或“不需要”）远大于钩码和力传感器的总质量。
(2)他们接通气源后发现，在不挂钩码时滑块会向左加速滑动，则需将气垫导轨 （选填“左端”或“右端”）适当调低。
(3)某次实验中测得遮光条通过光电门的遮光时间为t，则遮光条通过光电门时的速度v= ，滑块的加速度a= （用字母“L、d、t”表示）
(4)改变钩码数量，测出多组力传感器的示数F和对应的遮光时间t，并进一步算出，记录如下表。
F/N 0.38 0.66 0.86 1.01 1.19 1.37
①请在图乙坐标纸上描点并作出图像 ；
②下列关于该图像斜率的说法，正确的有
A．只减小滑块的质量，斜率增大
B．只增大钩码的质量，斜率增大
C．只减小挡光片的宽度，斜率减小
D．只减小A、B间的距离，斜率减小
（24-25江苏扬州·期中）某实验小组用如图甲所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
(1)用电火花计时器做实验，接入的电源是图乙中的 （选填“A”、“B”或“C”）。
(2)如图丙所示是实验时打出的一条纸带，纸带上每5个点取一个计数点，测出A、B两点间的距离为 cm，若所使用电源的频率为，此过程小车运动的加速度大小为 （结果保留两位有效数字）
(3)该小组在做实验时把数据都记录在了下列表格中，由表中数据可知，在探究加速度与力的关系时，小车质量m= kg。
1 2 3 4 5 6 7 8 9
F/N 0.29 0.14 0.29 0.19 0.24 0.29 0.29 0.29 0.34
m/kg 0.86 0.36 0.61 0.36 0.36 0.41 0.36 0.31 0.36
0.34 0.39 0.48 0.53 0.67 0.71 0.81 0.94 0.94
（24-25高三上·江苏无锡·期中）如图（1），用图示装置测量滑块沿斜面下滑的加速度．将长直木板B支成斜面，挡光片P固定在滑块C上且两者前端平齐，光电门G固定在木板上，导光孔与木板上的位置A相齐。让滑块C的前端与斜面上的位置O相齐，滑块由静止释放，测出的距离x、挡光片的宽度及挡光时间t，算出挡光片通过光电门的平均速度，即可测出滑块下滑的加速度。
(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度，正确的操作应为图（2）中的 图（选填“a”或“b”）。
(2)用作为滑块到达A处时的瞬时速度，得到的加速度 （填“偏大”或“偏小”）；
(3)换用不同宽度的挡光片，重复实验，测出挡光片的宽度及挡光时间t，得出不同挡光片通过光电门的平均速度，图（3）中已描出几个点．根据图象，滑块前端过A处的瞬时速度大小为 （结果保留三位有效数字），加速度大小为 （结果保留一位有效数字）。
(4)有同学认为新方案每次都改变了研究对象的总质量，因此实验没有重复性，你认为这一观点正确吗？简要说明理由。
（24-25高三上·江苏镇江·阶段练习）在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力。
(1)关于该实验的操作，下列说法正确的是___________。
A．必须用天平测出砂和砂桶的质量
B．一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C．应当先释放小车，再接通电源
D．需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带
(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是 m/s2。（计算结果保留三位有效数字）
(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示。则小车的质量m= kg，小车与轨道的滑动摩擦力Ff= N。（计算结果均保留两位有效数字）
(4)小明同学不断增加砂子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为 m/s2。
（24-25高三上·江苏南通·阶段练习）利用如图甲的装置做“探究物体加速度与质量的关系”的实验。气垫导轨上安装了一个光电门，滑块上固定一遮光条。滑块通过绕过滑轮的细绳与槽码相连。请回答下列问题：
(1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度，如图乙所示，d= mm；
(2)实验前，需要调整滑轮高度，使细绳与气垫导轨平行，其目的是 ；
(3)多次改变滑块与光电门之间的距离L，并由静止释放滑块，读出遮光条经过光电门的时间t，作出图像，已知其斜率为k，则滑块加速度的表达式为 （用题中字母表示）；
(4)改变滑块质量M，作出图像，如图丙所示，图像不过原点，原因是 ，
(5)为使图丙中的图像过原点，下列操作中正确的是
A．调节旋钮2，降低轨道右侧高度
B．调节旋钮1，降低轨道左侧高度
C．增加滑块的质量，使M远大于m
（2025·广西·高考真题）在用如图甲的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验中：
(1)探究小车加速度与小车所受拉力的关系时，需保持小车（含加速度传感器，下同）质量不变，这种实验方法是 。
(2)实验时，调节定滑轮高度，使连接小车的细绳与轨道平面保持 。
(3)由该装置分别探究M、N两车加速度a和所受拉力F的关系，获得图像如图乙，通过图乙分析实验是否需要补偿阻力（即平衡阻力）。如果需要，说明如何操作；如果不需要，说明理由。
(4)悬挂重物让M、N两车从静止释放经过相同位移的时间比为n，两车均未到达轨道末端，则两车加速度之比 。
（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“”）。
（2025·陕晋青宁卷·高考真题）下图为探究加速度与力、质量关系的部分实验装置。
(1)实验中应将木板 （填“保持水平”或“一端垫高”）。
(2)为探究加速度a与质量m的关系，某小组依据实验数据绘制的图像如图所示，很难直观看出图线是否为双曲线。如果采用作图法判断a与m是否成反比关系，以下选项可以直观判断的有_________。（多选，填正确答案标号）
0.2 50.618
0.33 0.482
0.40 0.403
0.50 0.317
1.00 0.152
A．图像 B．图像 C．图像 D．图像
(3)为探究加速度与力的关系，在改变作用力时，甲同学将放置在实验桌上的槽码依次放在槽码盘上；乙同学将事先放置在小车上的槽码依次移到槽码盘上，在其他实验操作相同的情况下， （填“甲”或“乙”）同学的方法可以更好地减小误差。
（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）。
（2024·天津·高考真题）某同学用图示装置探究加速度与力的关系。
(1)为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，调节木板倾角，使小车在不挂槽码时运动，并打出纸带进行检验，下图中能表明补偿阻力恰当的是_________；
A． B．
C． D．
(2)某次实验得到一条纸带，部分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出），测得。已知打点计时器所接交流电源频率为，则小车的加速度 （要求充分利用测量数据，结果保留两位有效数字）；
(3)该同学将一个可以直接测出绳子拉力的传感器安装在小车上，小车和传感器总质量为。按要求补偿阻力后，该同学共进行了四次实验，悬挂的槽码质量依次为处理数据时，用两种方式得到小车（含传感器）受到的合力，一种将槽码所受重力当作合力、另一种将传感器示数当作合力，则这两种方式得到的合力差异最大时，槽码质量为 g。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第10讲 实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系
目录
01 课标达标练
题型01 教材原型实验
题型02 创新拓展实验
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 教材原型实验
某同学用如图所示的实验装置探究加速度与物体受力、物体质量的关系。
(1)为补偿小车所受的阻力，不挂细线及槽码，调节木板的倾斜度，直至轻推小车后，小车拖动纸带沿木板做 （选填“加速”“匀速”或“减速”）直线运动。
(2)将细线绕过定滑轮系在小车上，另一端挂上槽码。为使小车所受拉力近似等于槽码重力，应使槽码质量 （选填“远大于”或“远小于”）小车质量。
(3)实验中得到一条纸带如图所示，分别取计数点O、A、B、C、D，相邻计数点间还有四个点。已知打点计时器每隔0.02s打一次点，则打B点时小车速度为 m/s。
【答案】(1)匀速
(2)远小于
(3)0.22
【详解】（1）为补偿小车所受的阻力，不挂细线及槽码，调节木板的倾斜度，直至轻推小车后，小车拖动纸带沿木板做匀速直线运动。
（2）根据牛顿第二定律可得
所以
当m远小于M时，有
由此可知，应使槽码质量远小于小车质量，小车所受拉力近似等于槽码重力。
（3）相邻计数点间还有四个点，已知打点计时器每隔0.02s打一次点，则
所以打B点时小车速度为
（24-25·江苏无锡·阶段练习）用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系，把右端带有滑轮的长木板放在实验桌上，小车的左端连接穿过打点计时器的纸带，右端连接细线，细线绕过定滑轮挂有托盘和砝码，通过垫块调节木板左端高度平衡摩擦力。
(1)下列实验操作中正确的有 ；
A．先接通电源后释放小车
B．调整定滑轮使细线与长木板平行
C．打点计时器接约8V的交流电源
D．平衡摩擦力时挂托盘但盘中不放砝码
(2)改进后再次实验，选取纸带的一段进行测量，部分实验数据如图乙所示。已知打点计时器的频率是50Hz，两计数点间有四个点未画出，则小车的加速度 m/s2；（结果保留两位有效数字）
(3)在探究加速度与质量的关系实验中，保持小车所受的拉力不变，改变小车质量，分别测得不同质量时小车加速度的数据，并在坐标纸上作出如图丙所示的图像，由图像得到的结论： ；
(4)在探究加速度与力的关系实验中，两次实验把所挂槽码的总重力记为F，根据实验数据作出的关系图像如图丁所示。得到图线①的实验中小车质量比图线②的小车质量 （填“大”、“小”或“相等”）。图线①不过原点的原因是： 。
【答案】(1)AB
(2)0.50
(3)外力不变时，小车加速度与其质量成反比
(4) 小 平衡摩擦力时倾角过大
【详解】（1）A．实验应先接通电源再释放小车，A正确；
B．调整定滑轮使细线与长木板平行，以保证小车在运动过程中合力不变，B正确；
C．电火花打点计时器接220V的交流电源，C错误；
D．平衡摩擦力时必须移去托盘和砝码，用小车重力分力来平衡摩擦力，D错误。
故选AB。
（2）两计数点间有四个点未画出，则
小车的加速度
（3）由图像可以看出，外力不变时，小车加速度与其质量成反比。
（4）[1]根据牛顿第二定律有
两条图线的斜率的倒数均表示实验小车的质量，图线①的斜率大于图线②的斜率，故图线①的实验中小车质量比图线②的小。
[2]图线①中拉力为0时，小车已经有加速度，故不过原点的原因是平衡摩擦力时倾角过大。
（24-25江苏泰州·阶段练习）用图1所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。
(1)实验小组使用的电磁打点计时器，如图中接线正确的是 （选填“甲”或“乙”）。
(2)以下操作正确的是______；
A．小车质量应远小于槽码质量
B．拉小车的细绳要平行长木板
C．补偿阻力时要移去槽码和纸带
D．需要抬高长木板的右侧以补偿阻力
(3)某次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，则小车加速度a的表达式是______。
A．
B．
C．
D．
(4)甲乙两组同学各自独立实验，都探究加速度与质量的关系。他们都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，纵轴上的截距均为b．由图像得甲组所用的槽码质量 乙组槽码质量（选填“大于”、“小于”或“等于”）。根据理论推导可知 。（已知重力加速度为g）
【答案】(1)乙
(2)BD
(3)B
(4) 大于
【详解】（1）电磁打点计时器是使用交变电源的计时仪器，工作电压为8V，所以接线正确的是题图乙。
（2）A．为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力，故应使小车质量远大于槽码质量，故A错误；
B．为了减小误差，拉小车的细绳要平行长木板，否则小车所受拉力大小等于绳上力沿木板方向的分力，故B正确；
C．补偿阻力时需要移去槽码，但不能移去打点计时器和纸带，阻力也包含纸带与限位孔间的阻力，且需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动，故C错误；
D．为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力，则需要抬高长木板的右侧以补偿阻力，故D正确。
故选BD。
（3）根据逐差法可知
则加速度为
故选B。
（4）[1]设槽码的质量为m，细绳的拉力为F，由牛顿第二定律得，对槽码有
对小车和砝码有
解得
故斜率越小，槽码的质量m越大，由图可知甲的斜率较小，故甲组所用的槽码质量大于乙组所用的槽码质量。
[2]根据理论推导可知，纵轴截距
（24-25·江苏无锡·阶段练习）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图所示的装置，打点计时器所用电源频率为50Hz。
(1)下面列出了一些实验器材：电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫板、小车和砝码、砂和砂桶、天平（附砝码）。除以上器材外，还需要的有（　　）
A．秒表 B．刻度尺 C．交流电源 D．直流电源
(2)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，下列说法正确的是（　　）
A．在平衡阻力时，应将槽码通过定滑轮用细绳拴在小车上
B．连接槽码和小车的细绳应与长木板平行
C．平衡阻力后，长木板的位置不能移动，每次改变小车质量时，应重新平衡阻力
D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先释放小车，再接通电源
(3)本实验采用的科学方法是 ；
(4)实验中，需要平衡打点计时器对小车的阻力及其他阻力；小车放在长木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。把长木板一端垫高，调节长木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿长木板做 运动；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量 （选填“远大于”“远小于”或“等于”）小车的质量。
(5)该同学实验中得到如图所示的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻计数点（相邻两计数点之间还有四个点未画出），计时器使用的交流电源频率为50Hz；根据纸带可以求出小车的加速度大小为 m/s2（结果保留3位有效数字）。
(6)该同学通过数据的处理作出了a-F图像，如图所示，则：
①图中的图线不过原点的原因是 。
②此图中图线发生弯曲的原因是 。
【答案】(1)BC
(2)B
(3)控制变量法
(4) 匀速直线 远小于
(5)1.25
(6) 平衡摩擦力过度 砝码和砝码盘的总质量不满足远小于小车质量
【详解】（1）本实验中需要用到实验器材有：电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫板、小车和砝码、砂和砂桶、天平（附砝码），以及低压交流电源做为打点计时器的电源和刻度尺测量计数点间的距离。
故选BC。
（2）A．在平衡阻力时，不应将槽码通过定滑轮用细绳拴在小车上，故A错误；
B．连接槽码和小车的细绳应与长木板平行，故B正确；
C．平衡阻力后，长木板的位置不能移动，但每次改变小车质量时，不应重新平衡阻力，故C错误；
D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源，再释放小车，故D错误。
故选B。
（3）本实验采用的科学方法是控制变量法，即研究加速度与力的关系时，保证小车质量不变。
（4）[1]平衡摩擦力时应将长木板一端垫高，调节长木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿长木板做匀速直线运动；
[2]在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量，砝码和砝码盘的总重力近似等于绳的拉力，即小车所受的合外力。
（5）由于交流电源频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，则相邻两计数点间的时间间隔为
所以加速度大小为
（6）[1]由图可知，图线不过原点，当绳拉力为零时，小车已经有加速度，说明平衡摩擦力过度；
[2]图线发生弯曲的原因是由于随着绳拉力增大，即随着砝码和砝码盘的总质量增大，砝码和砝码盘的总质量不满足远小于小车的质量。
02 创新拓展实验
（24-25江苏苏州·阶段练习）某同学准备做“探究加速度与力的关系”和“探究加速度与质量的关系”实验。实验中，他将悬挂物的重力大小拟为小车受到的细线拉力大小。
(1)在即将补偿小车所受的阻力时，器材状态是图 （填“甲”或“乙”）
(2)已知打点计时器所用交变电源的频率为50，该同学某次实验得到的纸带如图所示。A、B、C、D、E是5个连续的计数点，相邻两计数点间有四个点未画出，实验数据如表中所示，其中有一组数据读取不当，这组数据是 （填A、B、C、D或E）。根据上述信息可得小车的加速度大小为 （保留两位有效数字）
计数点 A B C D E
位置坐标（cm） 4.50 5.50 7.30 9.80 13.3
(3)在探究加速度与力的关系时，该同学根据实验数据做出的图像如图丙所示，发现该图线不通过坐标原点且段明显偏离直线，分析其产生的原因，下列说法正确的是_________。
A．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足
B．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力过度
C．图线段弯曲可能是悬挂物总质量不满足远小于小车质量的条件
D．图线段弯曲可能是小车质量不满足远小于悬挂物总质量的条件
(4)若多次增大悬挂物的质量进行实验，得到悬挂物的质量m及对应的小车运动的加速度a，作出图像如图实线所示，在曲线部分取一点P、对应的横坐标为，已知重力加速度大小为g，若小车的质量为M，则P点与坐标原点O的连线斜率为 （用g、M、表示）。
【答案】(1)甲
(2) E 0.80
(3)AC
(4)
【详解】（1）补偿阻力的方法是取下悬挂物，让小车拖着纸带在倾斜的木板上恰好能做匀速直线运动，故选图甲；
（2）[1]图中可知刻度尺最小分度值为0.1cm，故读数需估读到0.01cm，从表格数据可知E点读数不当；
[2]由于相邻两计数点间有四个点未画，故相邻两计数点时间间隔为T=0.1s，由逐差法得加速度
（3）AB．图像未通过坐标原点，即当F达到一定值时才产生加速度，可能是因为平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力导致，故A正确，B错误；
CD．随着拉力增加，即随着悬挂物质量增加，当悬挂物质量增加到一定程度时，悬挂物总质量不满足远小于小车质量的条件，造成BC段弯曲，故C正确，D错误。
故选AC。
（4）把小车和悬挂物作为一个系统，由牛顿第二定律得
解得小车加速度
题意知P点横坐标为，则P点与坐标原点O的连线斜率为
（24-25江苏苏州·阶段练习）甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图甲、乙、丙所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题：
(1)①实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是 。（选“甲”、“乙”、“丙”或“都不需要”）。
②实验时，甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的图线如图（丁）中A、B、C所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是 。（选填“ABC”、“BCA”或“CAB”）。
(2)某同学利用“丙”图方案进行试验，
①下列关于该实验的操作说法中正确的是 。
A．必须用天平测出重物的质量
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．连接小车和重物的细线可以不与长木板保持平行
D．应当先释放小车，再接通电源
②利用打点频率为的打点计时器，得到的一条纸带如图（a）所示：（图中每两个计数点间还有四个点未画出）
则在该次实验中，小车运动的加速度大小为 。（结果保留三位有效数字）。
③某同学做实验时，未把木板的一侧垫高，就继续进行其他实验步骤，则该同学作出的小车的加速度a与弹簧测力计示数F的图像如图（b）所示，则实验中小车受到的摩擦力大小为 ，小车的质量为 。（用、、表示）。
【答案】(1) 甲 CAB
(2) B 1.19
【详解】（1）[1]甲实验中认为重物的重力大小近似等于细绳的拉力大小，该实验需要满足“M远大于m”，乙丙实验中分别利用弹簧测力计与力传感器直接测量细绳的拉力，这两个实验不需要满足“M远大于m”，即实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是甲。
[2]甲实验中，根据牛顿第二定律有
，
解得
当M远大于m时有
小车的加速度
当重物重力过大时，误差不能够忽略，此时图像发生弯曲，即甲实验对应图像为C。乙实验中，根据牛顿第二定律有
解得
丙实验中，根据牛顿第二定律有
解得
可知，乙对应图像的斜率大于丙对应图像的斜率，即乙对应图像为A，丙对应图像为B。结合上述可知，甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是CAB。
（2）[1] A．丙实验中，利用力传感器直接测量细绳的拉力，并没有用重物的重力表示细绳的拉力，可知，该实验中，不需要用天平测出重物的质量，故A错误；
B．平衡摩擦力时有
等式中小车质量能够消去，可知，每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B正确；
C．为了确保小车所受合力等于细绳的拉力，实验中，连接小车和重物的细线必须与长木板保持平行，故C错误；
D．为了避免纸带上出现大量的空白段落，实验中，应当先接通电源，再释放小车，故D错误。
故选B。
[2]由于图中每两个计数点间还有四个点未画出，则相邻计数点之间的时间间隔为
根据逐差法可知
[3][4]做实验时，未把木板的一侧垫高，根据牛顿第二定律有
则有
结合图像有
，
解得
，
（24-25江苏镇江·期中）某小组探究“质量不变时，物体加速度与其所受合外力的关系”。实验装置如图1所示，让小车右端和纸带相连，左端用细绳跨过定滑轮和槽码相连。
(1)该实验我们采用的研究方案是________（只有一个选项正确）；
A．保持小车质量不变，改变槽码质量 B．保持槽码质量不变，改变小车质量
C．保持槽码和小车的总质量不变 D．同时改变槽码质量和小车质量
(2)该实验过程中操作正确的是________（只有一个选项正确）；
A．补偿阻力时小车需连接纸带 B．使小车质量远小于槽码质量
C．释放小车后立即打开打点计时器 D．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
(3)实验中得到了一系列打点纸带，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。
①为减小，，…，的测量误差，需要用刻度尺量出各计数点到第1个计数点的距离，某一计数点在刻度尺上位置如图3所示，其读数为 cm；
②下列加速度算式中，最优的是 ；
A．
B．
C．
D．
(4)两位同学用不同质量的小车分别进行了实验，并作出图4中的甲、乙图线，其中为小车加速度，为槽码所受重力。请根据图线判断两次实验小车的质量关系为 （选填“>”、“=”或“<”），并结合所学知识说明理由 。
【答案】(1)A
(2)A
(3) 50.50 C
(4) < 见解析
【详解】（1）由题知，某小组探究“质量不变时，物体加速度与其所受合外力的关系”，故保持小车质量不变，通过改变槽码质量，槽码的重力也会跟着变化，从而改变小车所受合外力。
故选A。
（2）A．补偿阻力时小车需连接纸带，需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动，故A正确；
B．为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力，故应使小车质量远大于槽码质量，故B错误；
C．根据操作要求，应先打开打点计时器再释放小车，故C错误；
D．为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力，则需要调整垫块位置以补偿阻力，也要保持细线和长木板平行，故D错误。
故选A。
（3）[1]由图3所示，可知其读数为50.50cm；
[2]由图2，可知该纸带一共有6段位移，根据逐差法有
，，
为减小测量误差，再取平均值，则有
代入可得
故选C。
（4）[1][2]对小车分析，根据牛顿第二定律有
变形得
可知图像的斜率为
由图4，可知在最开始阶段，两条图像都为过原点的直线，且有
即有
可得
（24-25·江苏·期中）某实验小组用图甲所示装置“探究加速度与力的关系”。他们在气垫导轨A处安装了一光电门，装有遮光条的滑块用细线绕过轻质定滑轮与无线力传感器相连，细线与气垫导轨平行，传感器下方悬挂钩码，传感器显示上方绳子的拉力F，实验中每次滑块都从B处静止释放。已知滑块（含遮光条）质量为M，遮光条的宽度为d，A、B间的距离为L。
(1)滑块的质量 （选填“需要”或“不需要”）远大于钩码和力传感器的总质量。
(2)他们接通气源后发现，在不挂钩码时滑块会向左加速滑动，则需将气垫导轨 （选填“左端”或“右端”）适当调低。
(3)某次实验中测得遮光条通过光电门的遮光时间为t，则遮光条通过光电门时的速度v= ，滑块的加速度a= （用字母“L、d、t”表示）
(4)改变钩码数量，测出多组力传感器的示数F和对应的遮光时间t，并进一步算出，记录如下表。
F/N 0.38 0.66 0.86 1.01 1.19 1.37
①请在图乙坐标纸上描点并作出图像 ；
②下列关于该图像斜率的说法，正确的有
A．只减小滑块的质量，斜率增大
B．只增大钩码的质量，斜率增大
C．只减小挡光片的宽度，斜率减小
D．只减小A、B间的距离，斜率减小
【答案】(1)不需要
(2)右端
(3)
(4) AD
【详解】（1）由于传感器直接显示绳子的拉力，因此不需要滑块的质量远大于钩码和力传感器的总质量。
（2）滑块会向左加速滑动，说明左侧低，则需将气垫导轨右侧适当调低。
（3）[1]遮光条通过光电门时的速度
[2]根据
可知滑块的加速度
（4）[1]通过描点，连线，作出图像如图所示
[2]根据牛顿第二定律可知
整理可得
图像的斜率
A．只减小滑块的质量M，斜率增大，A正确；
B．只增大钩码的质量，斜率不变，B错误；
C．只减小挡光片的宽度d，斜率增大，C错误；
D．只减小A、B间的距离L，斜率减小，D正确。
故选AD。
（24-25江苏扬州·期中）某实验小组用如图甲所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
(1)用电火花计时器做实验，接入的电源是图乙中的 （选填“A”、“B”或“C”）。
(2)如图丙所示是实验时打出的一条纸带，纸带上每5个点取一个计数点，测出A、B两点间的距离为 cm，若所使用电源的频率为，此过程小车运动的加速度大小为 （结果保留两位有效数字）
(3)该小组在做实验时把数据都记录在了下列表格中，由表中数据可知，在探究加速度与力的关系时，小车质量m= kg。
1 2 3 4 5 6 7 8 9
F/N 0.29 0.14 0.29 0.19 0.24 0.29 0.29 0.29 0.34
m/kg 0.86 0.36 0.61 0.36 0.36 0.41 0.36 0.31 0.36
0.34 0.39 0.48 0.53 0.67 0.71 0.81 0.94 0.94
【答案】(1)C
(2) 1.00（1.00~1.05均可） 0.39（0.36~0.42均可）
(3)0.36
【详解】（1）电火花计时器使用的是交流电源。
故选C。
（2）[1]由图丙可知， A、B两点间的距离为（1.00~1.05均可）；
[2]由图丙可知，B、D两点间的距离和D、F两点间的距离分别为
相邻两个计数点之间的距离为
舍去第一段数据，利用逐差法计算小车的加速度
（0.36~0.42均可）
（3）根据控制变量法的思想，在探究加速度与力的关系时，应保持小车质量不变，由表中数据可知，小车质量为。
（24-25高三上·江苏无锡·期中）如图（1），用图示装置测量滑块沿斜面下滑的加速度．将长直木板B支成斜面，挡光片P固定在滑块C上且两者前端平齐，光电门G固定在木板上，导光孔与木板上的位置A相齐。让滑块C的前端与斜面上的位置O相齐，滑块由静止释放，测出的距离x、挡光片的宽度及挡光时间t，算出挡光片通过光电门的平均速度，即可测出滑块下滑的加速度。
(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度，正确的操作应为图（2）中的 图（选填“a”或“b”）。
(2)用作为滑块到达A处时的瞬时速度，得到的加速度 （填“偏大”或“偏小”）；
(3)换用不同宽度的挡光片，重复实验，测出挡光片的宽度及挡光时间t，得出不同挡光片通过光电门的平均速度，图（3）中已描出几个点．根据图象，滑块前端过A处的瞬时速度大小为 （结果保留三位有效数字），加速度大小为 （结果保留一位有效数字）。
(4)有同学认为新方案每次都改变了研究对象的总质量，因此实验没有重复性，你认为这一观点正确吗？简要说明理由。
【答案】(1)a
(2)偏大
(3) 0.252 0.07
(4)不正确。由牛顿运动定律，，得运动加速度，与质量无关。
【详解】（1）为了减小误差，需在量爪根部测量，故选a；
（2）在匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故比小车前端到达位置A的速度大，根据
故得到加速度偏大；
（3）依题意，得平均速度与时间的关系图像
在匀变速直线运动中，平均速度表达式
图像纵截距表示初速度，即
v0=0.252m/s
图像斜率为加速度的一半，即
所以加速度为
；
（4）由牛顿运动定律得运动加速度
故与质量无关。所以这一观点不正确。
（24-25高三上·江苏镇江·阶段练习）在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力。
(1)关于该实验的操作，下列说法正确的是___________。
A．必须用天平测出砂和砂桶的质量
B．一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C．应当先释放小车，再接通电源
D．需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带
(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是 m/s2。（计算结果保留三位有效数字）
(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示。则小车的质量m= kg，小车与轨道的滑动摩擦力Ff= N。（计算结果均保留两位有效数字）
(4)小明同学不断增加砂子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为 m/s2。
【答案】(1)D
(2)2.40
(3) 2.9 1.0
(4)5
【详解】（1）AB．本题拉力可以由力传感器来测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要砂和砂桶的总质量远小于小车的质量。故AB错误；
C．实验时，需要先接通电源，待打点稳定后再释放纸带。故C错误；
D．该实验探究加速度与力和质量的关系，需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带。故D正确。
故选D。
（2）依题意，相邻计数点时间间隔为
由逐差法可得小车加速度大小
（3）[1][2]根据牛顿第二定律
由丙图可知，当a=0时
整理，可得
结合丙图图像，可知
解得
（4）设绳子拉力为T，根据牛顿第二定律
mg-T=2ma，2T=Ma
联立，解得
当m无穷大时
a=5m/s2
（24-25高三上·江苏南通·阶段练习）利用如图甲的装置做“探究物体加速度与质量的关系”的实验。气垫导轨上安装了一个光电门，滑块上固定一遮光条。滑块通过绕过滑轮的细绳与槽码相连。请回答下列问题：
(1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度，如图乙所示，d= mm；
(2)实验前，需要调整滑轮高度，使细绳与气垫导轨平行，其目的是 ；
(3)多次改变滑块与光电门之间的距离L，并由静止释放滑块，读出遮光条经过光电门的时间t，作出图像，已知其斜率为k，则滑块加速度的表达式为 （用题中字母表示）；
(4)改变滑块质量M，作出图像，如图丙所示，图像不过原点，原因是 ，
(5)为使图丙中的图像过原点，下列操作中正确的是
A．调节旋钮2，降低轨道右侧高度
B．调节旋钮1，降低轨道左侧高度
C．增加滑块的质量，使M远大于m
【答案】(1)2.160
(2)保证细线拉力等于对滑块的拉力
(3)
(4)气垫导轨不平，滑块有初始加速度
(5)B
【详解】（1）由图乙可知，遮光条的宽度为
（2）为保证细线拉力等于对滑块的拉力，需要调整滑轮高度，使细绳与气垫导轨平行。
（3）滑块通过光电门的速度
由消时公式得
化简得
结合解得
（4）以滑块和槽码为研究对象，根据牛顿第二定律有
整理得
可知，当时，成线性关系，所以丙图图线不过原点的原因是气垫导轨不平，滑块有初始加速度。
（5）由于滑块初始由加速度，轨道右端高于左端，为使图丙中的图像过原点，则应调节旋钮2，降低轨道右侧高度。
故选B。
（2025·广西·高考真题）在用如图甲的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验中：
(1)探究小车加速度与小车所受拉力的关系时，需保持小车（含加速度传感器，下同）质量不变，这种实验方法是 。
(2)实验时，调节定滑轮高度，使连接小车的细绳与轨道平面保持 。
(3)由该装置分别探究M、N两车加速度a和所受拉力F的关系，获得图像如图乙，通过图乙分析实验是否需要补偿阻力（即平衡阻力）。如果需要，说明如何操作；如果不需要，说明理由。
(4)悬挂重物让M、N两车从静止释放经过相同位移的时间比为n，两车均未到达轨道末端，则两车加速度之比 。
【答案】(1)控制变量法
(2)平行
(3)需要；撤出细绳连接的力传感器和重物，将木板左端用垫块垫起适当高度，使小车能沿木板匀速下滑。
(4)
【详解】（1）在探究小车加速度与小车所受拉力的关系时，需保持小车（含加速度传感器）质量不变，这种实验方法是控制变量法。
（2）实验时，为使小车受到的合外力等于细绳的拉力，要调节定滑轮高度，使连接小车的细绳与轨道平面保持平行，保证细绳对小车的拉力方向与小车运动方向一致，减小实验误差。
（3）由图乙可知，当拉力F为某一值时才产生加速度，说明小车受到摩擦力，需要补偿阻力。补偿方法：撤出细绳连接的力传感器和重物，将木板左端用垫块垫起适当高度，使小车能沿木板匀速下滑。
（4）两车均从静止释放，都做初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速直线运动的位移公式
可知
因为
联立解得
（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“”）。
【答案】(1)1.00
(2)
(3)增大
(4)
【详解】（1）实验用遮光片通过光电门的平均速度代替瞬时速度，遮光片宽度越小，代替时的误差越小，故为较准确地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度，选择宽度较小的的遮光片；
（2）根据加速度的定义式可得
（3）根据图像可知当有一定大小的外力F时此时小车的加速度仍为零，可知平衡摩擦力不足，若要得到一条过原点的直线，需要平衡摩擦力，故实验中应增大轨道的倾角；
（4）图乙中直线斜率为，根据可知直线斜率的单位为。
（2025·陕晋青宁卷·高考真题）下图为探究加速度与力、质量关系的部分实验装置。
(1)实验中应将木板 （填“保持水平”或“一端垫高”）。
(2)为探究加速度a与质量m的关系，某小组依据实验数据绘制的图像如图所示，很难直观看出图线是否为双曲线。如果采用作图法判断a与m是否成反比关系，以下选项可以直观判断的有_________。（多选，填正确答案标号）
0.2 50.618
0.33 0.482
0.40 0.403
0.50 0.317
1.00 0.152
A．图像 B．图像 C．图像 D．图像
(3)为探究加速度与力的关系，在改变作用力时，甲同学将放置在实验桌上的槽码依次放在槽码盘上；乙同学将事先放置在小车上的槽码依次移到槽码盘上，在其他实验操作相同的情况下， （填“甲”或“乙”）同学的方法可以更好地减小误差。
【答案】(1)一端垫高
(2)AC
(3)乙
【详解】（1）实验需补偿阻力，消除木板对小车的阻力的影响，应将木板一端垫高，使小车在无拉力时能匀速运动。
（2）A.作出图像，可以将图像“化曲为直”，便于判断，a与m是否成反比关系，故A正确；
B．作出图像，无法体现a与m是否成反比关系，故B错误；
C．作出图像，若a与m是成反比关系，有为定值，则图像是一条平行与横轴的直线，可见解判断a与m是否成反比关系，故C正确；
D．作出图像，无法体现a与m是否成反比关系，故D错误。
故选AC。
（3）甲同学的方法中，槽码依次放在槽码盘上，小车质量M不变，拉力（m为槽码总质量），但随着m增大，不满足条件，拉力与mg偏差增大，误差变大；乙同学的方法中，将小车上的槽码移到槽码盘上，总质量不变（M为小车质量，m为槽码质量），拉力（当时近似，但实际总质量不变），拉力更接近理论值，系统误差更小，故乙同学方法更好。
（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）。
【答案】(1)0.390
(2)CD
(3) 10.00
【详解】（1）相邻计数点间的时间间隔T=0.1s打计数点3时的速度
（2）A．平衡摩擦力时满足
两边质量消掉，改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力，选项A错误；
B．电火花计时器需要接220V交流电源，选项B错误；
C．调节滑轮高度，使牵引小车的细线根长木板保持平行，选项C正确；
D．小车应尽量接近打点计时器，并应该先接通电源后释放小车，以充分利用纸带，选项D正确。
故选CD。
（3）[1]遮光条宽度d=10mm+0.05mm×0=10.00mm
[2]经过两光电门时的速度分别为
根据
解得
（2024·天津·高考真题）某同学用图示装置探究加速度与力的关系。
(1)为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，调节木板倾角，使小车在不挂槽码时运动，并打出纸带进行检验，下图中能表明补偿阻力恰当的是_________；
A． B．
C． D．
(2)某次实验得到一条纸带，部分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出），测得。已知打点计时器所接交流电源频率为，则小车的加速度 （要求充分利用测量数据，结果保留两位有效数字）；
(3)该同学将一个可以直接测出绳子拉力的传感器安装在小车上，小车和传感器总质量为。按要求补偿阻力后，该同学共进行了四次实验，悬挂的槽码质量依次为处理数据时，用两种方式得到小车（含传感器）受到的合力，一种将槽码所受重力当作合力、另一种将传感器示数当作合力，则这两种方式得到的合力差异最大时，槽码质量为 g。
【答案】(1)B
(2)0.51
(3)40
【详解】（1）若补偿摩擦力恰当，则小车应该匀速运动，打出的纸带应该点迹均匀分布，故选B。
（2）每相邻两个计数点间还有4个点未画出，可知T=0.1s；小车的加速度
（3）根据牛顿第二定律，对砝码
mg-T=ma
对小车
T=Ma
可得
则当m较小时传感器的示数越接近与砝码的重力mg；m越大，则传感器的示数与砝码重力的差异越大，即这两种方式得到的合力差异最大时，槽码质量为40g。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑