2022届高考物理实验强化训练03 验证牛顿第二定律（解析版）

备战2022届高考物理实验专题强化训练

专题二验证牛顿第二定律

知识点一、基本要求

1.实验目的：

①会用控制变量法研究物理规律

②探究加速度与力、质量的关系

③掌握利用图像处理数据的方法

2.实验器材：

打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、

天平、刻度尺、祛码、薄木板

3.实验原理

先控制小车的质量M不变，探究加速度a与力F的关系；再控制小盘和祛码的质量不变，即力不变，探究

加速度a与小车质量M的关系

4.实验步骤

（1）称量：用天平测量小盘的质量m和小车的质量M

（2）安装：按照上图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上（即不给小车牵

引力）

（3）平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，使小车匀速下滑

（4）操作:

①小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带编号码

②保持小车的质量M不变，改变祛码和小车的质量m,重复步骤①

③保持祛码和小盘的质量m不变，改变小车的质量M,重复步骤①

知识点二、数据处理

1.探究加速度与力的关系

以加速度a为纵轴、F为横轴，先根据测量的数据描点，然后作出图像，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，但不易得出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

m

一条过原点的切斜直线，据此可判断a与m成反比

甲乙族

知识点三、误差分析

1.因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和祛码的总重力m，g代替小车的拉力，而实际上小车所受

的拉力要小于小盘和祛码的总重力

2.摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起

、口辛

反差

知识点四、注意事项

1.平衡摩擦力

一定要做好平衡摩擦力的工作，也就是调整出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平

衡小车所售的摩擦阻力.在平衡摩擦力时，不要悬挂小盘的细绳系在小车上，几不要给小车加任何牵引力，

并要让小车拖着打点的纸带运动.

2.不需要重复平衡摩擦力

整个实验中平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和祛码的总质量还是改变小车的质量，都不需要重新平

衡摩擦力

3.实验条件

每条纸带必须在满足小车的质量远大于小盘和祛码的总质量的条件下打出，只有如此，小车和祛码的总重

力才可视为小车受到的拉力

4.一先一后

改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再释放小车.

题型一、对实验原理和注意事项的考查

【经典例题1】（2013年天津卷）某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。

打点计时张、4块带普带;劈的长木板

（'/二绳

I月u「，力d?捌僭

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.，将装有祛码的祛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.通过增减木块上的祛码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

②为使祛码桶及桶内祛码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是祛码桶及桶

内祛码的总质量_______木块和木块上祛码的总质量（填“远大于”、"远小于''或"近似等于“）

③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放祛码，在没有平衡摩

擦力的情况下，研究加速度。与拉力尸的关系，分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分

别为机，八m乙,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为〃甲，“乙，由图可知，〃，甲ms

〃甲2（填“大于”、“小于”或“等于”）

【答案】①AD②远小于③小于，大于

【解析】本题主要考查“验证牛顿第二定律”的实验。

①选择AD。B选项错误，在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，不应悬挂“重物”；C选

项错误，打点计时器要“早来晚走”即实验开始时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放木块，而

当实验结束时应先控制木块停下再停止打点计时器。

②按照教材上的理论，若以祛码桶及祛码作为小木块的外力，则有a^mg/M,而实际实验过程中祛码

桶及祛码也与小木块一起做匀加速运动，即

对祛码桶及祛码有，“g-T-ma,对小木块有T=Ma.

综上有：小物块的实际的加速度为。=，咫/（"+〃?）,只有当时，才能有效的保证实验的准

确性。

③当没有平衡摩擦力时有：T-f^na,故a=T/m-阳,即图线斜率为1加，纵轴截距的大小为"g。

观察图线可知m甲小于m乙，“甲大于〃乙

题型二、对数据处理和误差的考查

【经典例题2】（2016年新课标HI卷）某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外

力之间的关系。图中，置于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

在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg。

实验步骤如下：

（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车（和钩码）可以在木

板上匀速下滑。

（2）将〃（依次取〃=1,2,3,4,5）个钩码挂在轻绳右端，其余各钩码仍留在小车内；用手按住小车并使

轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻，相对于其起始位置的位移S,绘制s-r图像,

经数据处理后可得到相应的加速度a.

图(b)

（3）对应于不同的”的“值见下表。〃=2时的si图像如图（b）所示：由图（b）求出此时小车的加速度

（保留2位有效数字），将结果填入下表。

n12345

a/ms'20.200.580.781.00

（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出小〃图像。从图像可以看出：当物体质量一定时，

物体的加速度与其所受的合外力成正比。

（5）利用a-n图像求得小车（空载）的质量为kg（保留2位有效数字，重力加速度取g=9.8m-s-2）»

（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1）,下列说法正确的是（填入正确选项钱的标号）

A.图线不再是直线

B.图线仍是直线，但该直线不过原点

C.图线仍是直线，但该直线的斜率变大

【答案】（3）0.39（4）如图所示（5）0.45（6）BC

【解析】

（3）因为小车做初速度为零的匀加速直线运动，

故将（2,0.78）代入S=可得a=o.39m/s2

(4)根据描点法可得如图所示图线

(5)根据牛顿第二定律可得nmg=[(5—变形可得。=—侬一=—2空——，如

果绳子的拉力近似等丁，法码的重力，则必须满足〃>>加，故”mg〃，故斜率女=映,根

M+5mM+5m

据图像以及n?=0.010kg,可得M=0.45kg

(6)因为如果不平衡摩擦力，则满足尸-/=”的形式，即°=mg〃——，所以图线不过原点，

M+5mM+5m

但仍是直线，选项A错误B正确；因为/=必加+5〃2-〃〃2左，代入可得

-^-n———mg+/jmg襄,故直线的斜率变大，故C正确。

M+5mM+5mM+5m

题型三：实验创新与改进

【经典例题2】(2020年北京卷)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

商-----------<~~1/细线_____________——板擦

跳「口三r俯视图.运动方向匹

图1

(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

a----图像o

M

次数1234567

0.620.560.480.400.320.240.15

M/kg0.250.290.330.400.500.711.00

（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）。

图3

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.让小车的运动趋近于匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力

0/(ms1)

【解析】

【详解】（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

M

(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.当小车的质量远大于砂和桶的质量时，砂和桶的重力近似等于绳的拉力，故D错误。

故选Ao

课后练习

1.【浙江省2021年高考真题】17.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：

打点计时舞

(i)挂上托盘和祛码，改变木板的倾角，使质量为例的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；

(ii)取下托盘和祛码，测出其总质量为，小让小车沿木板下滑，测出加速度必

(iii)改变祛码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到。-尸的关系。

①实验获得如图所示的纸带，计数点“、b、c、4e、/间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大

小1=m/s(保留两位有效数字)；

□bedef

甲叫IIIII川ipnii叫IIIW甲n|i叩11『叩口1|1叩wiiqiiii

29303132333435363738cm

②需要满足条件MA机的方案是(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”)；在作。一尸图象时，把叫作为F

值的是(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”)。

【答案】(1).0.18-0.19(2).甲(3).甲和乙

【解析】

【详解】①⑴.打点计时器打点周期

T=0.1s

山匀加速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得，在打"点时小车的速度

bf(38.10-30.70)xlO-2,

v.=—=--------------------m/s«0.19m/s

"4T4x0.1

②⑵[3].在图甲的实验方案中，由托盘和祛码的重力提供拉力，让小车做匀加速直线运动，由牛顿第二定

律可得

mg=(M+m)a

则

m

a=---------g

则绳子对小车的拉力

F「=M〃a=---M------mg

m+M

当M》，然时，绳子拉力近似等于托盘和祛码的重力。

故甲需要满足篦.

在图乙的实验方案中，挂上托盘和祛码，小车匀速下滑，设斜面的倾斜角为6,斜面和纸带对小车的摩擦

力或阻力总和为则有

Mgsin0-f+mg

取下托盘和祛码，小车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得

MgsinG-f-Ma

即

mg=Ma

故乙方案中，不需要满足相

在甲乙方案中，均用托盘和祛码的重力mg作为小车匀加速的直线运动的合力及F。

2.（2021年湖南省普通高中学业水平选择性考试）II.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，h=cm；

（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:

n123456

6i/m-s-2)

0.0870.1800.2600.4250.519

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m/s2（保留三位有效数字）。

【答案】（1）.1.02(3).0.342

【解析】

【分析】

【详解】（1）［1］垫块的厚度为

h=1cm+2xQ.Imm=1.02cm

（5）⑵绘制图线如图;

⑶根据

nh

mg­—=ma

可知aHn成正比关系，则根据图像可知,斜率

0.6_a

k

74

解得

a=0.342m/s2

3.（2013年四川卷）如图1所示，某组同学借用“探究a与F、之间的定量关系''的相关实验思想、原理

及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系''的实验:

♦-21.60al

<—28.61cm.

<----------36.70cm------------

-------------45.75cm---------

4-------------------------55.75cm

66.77on

图2

①为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸

带判断小车是否做运动。

②连接细绳及托盘，放入祛码，通过实验得到图2所示的纸带。纸带上。为小车运动起始时刻所打的点，

选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。实验时小车所受拉力为0.2N,小车的质量

为0.2kg。

请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化/反，补填表中空格（结果保留至小数点后第四位）。

O-BO-CO-DO-EO-F

W/J0.04320.05720.07340.0915

AEk/J0.04300.05700.07340.0907

分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内W=/Ek，与理论推导结果一致。

③实验前已测得托盘质量为7.7xlO-3kg,实验时该组同学放入托盘中的祛码质量应为kg（g取

9.8m/s2,结果保留至小数点后第三位）。

【答案】：①匀速运动②0.1115,0.1105,③0.015

【解析】：②"=尺=0.2义0.557517=0.1115八匕=汽产，加车力，代入数据得

F

J£A=0.1105J.③mg-尸=ma,得加=-----,逐差法求小车加速度a=0.9856m/s2,即法码与托盘的加

g_<7

速度，ms,代入计算得，〃4M=0.015kg

4.（2012年理综全国卷）图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的

交流电源，打点的时间间隔用加表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外

力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”

（1）完成下列实验步骤中的填空：

①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出

—系列的点。

②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入祛码。

③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中祛码的质量，入

④按住小车，改变小车中祛码的质量，重复步骤③。

⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s”S2,…。求出与不

同〃?相对应的加速度a»

⑥以祛码的质量机为横坐标，L为纵坐标，在坐标纸上作出1•-机关系图线。若加速度与小车和祛码的

aa

总质量成反比，则上与帆应成关系(填“线性”或“非线性”)。

a

(2)完成下列填空：

(i)本实验中，为了保证在改变小车中祛码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的

质量之和应满足的条件是。

(ii)设纸带上三个相邻计数点的间距为si、S2、S3。a可用si、S3和加表示为a=__________。图2为用

米尺测量某一纸带上的Si、S3的情况，由图可读出S1=mm,53=。由此求得加速度的

2

大小a=m/so

(iii)图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为晨在纵轴上的截距为从若牛顿定律成立，

则小车受到的拉力为，小车的质量为0

【解析与答案](1)间距相等的点；线性(2)(i)远小于小车和小车中祛码的质量之和(ii)

邑一$1$3—S]

'—2(5A/)2—50(A/)2$尸36.6-12.5=24.1mmS3=120-72.7=47.3mm

工加+理，所以L-机图象的斜率为工,

(iii)设小车的质量为加'，则有尸=(加+加')4,变形得一

aFFaF

||加

所以作用力尸=上，上一根图象的截距为”=〃，所以h

kaFk

5.（2022届黑龙江省齐齐哈尔市第十六中学高三（上）期中物理试题）14.某同学探究钩码加速度与合外

力的关系，其实验装置如图所示，一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上，用轻绳绕过定滑轮及光滑的动

滑轮将滑块与弹簧测力计相连.实验中保持钩码的质量不变，在滑块上增加祛码进行多次测量，每一次滑

块均从同一位置P由静止释放，在钩码带动下滑块向右运动，此过程中，记录弹簧测力计的示数F和光电

门的遮光时间t,用弹簧测力计测得钩码受到的重力为G,用刻度尺测得P与光电门间的距离为s,用螺旋

测微器测得滑块上窄片的宽度为d.

（1）实验中（选填”需要”或"不需要”）平衡滑块受到的滑动摩擦力;

（2）钩码的加速度大小a=（用含有d、t、s的表达式表示）.

（3）根据实验数据绘出的下列图像中最符合本实验实际情况的是一.

【答案】①.（1）不需要；②.（2）£：③.（3）A

4s产

【解析】

（1）根据实验原理可知，力通过弹簧秤测出，因此滑块是否需要平衡摩擦力，对其没有影响，因此实验

中不需要平衡滑块受到的滑动摩擦力；

j，2

（2）在匀变速直线运动中，根据速度与位移关系，则有:丫2=22$；而丫=一,因此滑块的加速度大小4=当

t11st2

那么钩码的加速度大小a=且T.

4s产

,2

（3）山题意可知,钩码的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系:G-2F=ma,且钩码的加速度大小a=

4st2

那么则有：4=-^-（G-2F）,故A正确，BCD错误；

tmd~

6.（2022届安徽省亳州市第五完全中学高三（上）期中物理试题）14.为了探究“加速度与力、质量的关系”,

现提供如左下图所示实验装置.请思考探究思路并回答下列问题：

（D为了消除小车与水平木板之间摩擦力影响应采取的做法是（）

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恰好做匀加速运动

（2）某学生在平衡摩擦力时，使得长木板倾角偏大.他所得到的a-尸关系是上图中的哪根图线？图中“是

小车的加速度，尸是细线作用于小车的拉力.答:；

（3）消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后，要用钩码总重力代替小车所受的拉力，此时钩码质量m

与小车总质量M之间应满足的关系为；

（4）图为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz.根据纸带可求出小车的加速度大小为

m/s2.（结果保留二位有效数字）

ABCDE

♦♦♦・•••••

6.196.707.217.72单位：cm

【答案】①.c②.C③.m«M④.3.2

【解析】

【详解】(1将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重

力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力.故选C.

(2)把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大，会导致重力沿斜面向下的分力偏大，摩擦力偏小，而且重力

沿斜面向下的分力大于摩擦力，这样在没有绳子的拉力作用下，小车就会产生加速度.

故选C.

(3)根据牛顿第二定律得：

对“1：

mg-F扭=加。

对M：

F技=Ma

解得：

_Mmg_mg

拉-

M+m1+

当机时，即当钩码的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于钩码的总重力.

(4)从图中可以发现：相邻的计数点时间间隔为0.04s,利用匀变速直线运动的推论则有:

0.0670-0.0619”一

a=------------z------=3.2m/s

0.042

【点睛】实验问题需要结合物理规律去解决.实验中的第2题考查的是力学问题，把长木板的一端垫得过

高，使得倾角偏大，会导致重力沿斜面向下的分力增大，摩擦力减小等现象，这些我们都要从学过的力学

知识中解决.纸带的处理是运用匀变速直线运动的两个推论去完成的.

7.(2022届福建省福州市八县(市、区)一中高三(上)期中联考物理试题)12.如图，小明同学利用拉

力传感器和速度传感器探究加速度与物体受力的关系，在长木板上相距为L的A、B两点各安装一个速度

传感器，分别记录小车到达A、B时的速率，主要实验步骤如下

①调整长木板的倾斜角度，平衡小车受到的摩擦力

②释放小车，让小车依次经过A、8速度传感器，记录速度以、照和拉力传感器的数值尸;

③增加钩码数量，重复步骤②、③，得到多组数据

④利用以上各组数据计算出小车加速度并作出。一尸图象

速度传感器速度膂器拉力传感器

八%

____6A_/

%,

8

(1)本实验有关的说法正确的是;

A.两速度传感器之间的距离应适当远些

B.平衡小车受到摩擦力时要挂上钩码

C.改变所挂钩码的数量时，要使所挂钩码的质量远小于小车质量

D.不必用天平测出小车和车上的拉力传感器的总质量

(2)步骤④中小车加速度折______(请用题中符号表示)；

(3)根据本实验作出的a-F图象最接近。

【答案】①.AD②.、一心③.A

2L

【解析】

(DA.两速度传感器之间的距离应适当远些，增大可以减小误差，故A正确；

B.平衡摩擦力时，不能将钩码通过细线挂在小车上，只让小车拖着纸带在木板上匀速运动，可以开打点

计时器，故B错误；

C.由于拉力时通过传感器测得的，故不需要满足所挂钩码的质量远小于小车质量，故C错误；

D.由于探究加速度与物体受力的关系，所以不必用天平测出小车和车上的拉力传感器的总质量，故D正

确；

故选AD；

（2）根据匀变速直线运动的位移与速度公式有

VH~VA~2aL

可以求出

（3）由于实验用的力传感器，是得到准确的受力，当祛码的质量不断增加，拉力增大时，加速度和尸始终满

足线性关系，由分析得A正确，BCD错误；

故选B。

8.（2022届福建省龙岩第一中学高三（上）期中模块考试物理试题）11.为了探究牛顿第二定律，某同

学设计了如下实验方案：

A.实验装置如图所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为的

钩码。用垫块将长木板固定滑轮的一端垫起，调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下

做匀速直线运动，不计细绳与定滑轮的摩擦。

B.保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，连接纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木

板滑下，打点计时器打下的纸带如图所示（不计纸带与打点计时器间的阻力）。

请回答下列问题：

（1）此实验设计（选填“需要”或“不需要”）满足钩码质量远小于滑块质量；

（2）若滑块质量为M,长木板的倾角为0,则滑块所受摩擦力/的表达式：户（用加、0和

①除了图中所给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____________（选

填正确选项的字母）.

A.秒表B.天平（含祛码）

C.弹簧测力计D.刻度尺

②实验前平衡小车与木板间摩擦力做法是：把实验器材安装好，先不挂重物，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.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，并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为使砂桶和砂的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，需满足的条件是砂桶及砂的总质量

小车的总质量.（选填“远大于”“远小于''或"近似等于“）

④实验中打出的一条纸带的一部分如图所示.纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C,相邻计数点之间

还有4个点没有标出.打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上.则打点计时器打8点时，小车的速度

VB=m/s.多测几个点的速度做出7图像，就可以算出小车的加速度.

\.........:..........................?.................................；...........（

|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||y

（3456789101112131415）

\cm/

⑤为研究加速度和力的关系，要保证的总质量不变，改变砂桶内砂的质量，重复做几次实

验，通过实验数据来研究加速度和力的关系.

⑥在研究加速度与质量的关系时，要保证的砂和砂桶的质量不变.若砂和砂桶的质量机与小车的总质量M

间的关系不满足第③问中的条件，由实验数据作出。和」一的图线，则图线应如图中的_________所示

M+m

（选填正确选项的字母）.

【答案】①.BD②,匀速直线③.远小于④.0.44（0.43—0.45）⑤.小车⑥.C

【解析】

解：①利用天平测量质量，利用打点计时器可以计时，打出的纸带需测量长度求加速度，所以需要天平和

宜尺，AC错误，BD正确。

故选BDo

②平衡摩擦力是使小车拖动纸带在木板上做匀速直线运动。

③为「使砂桶及砂的的重力近似等于拉力，需要砂桶及砂的总质量要远小于小车的总质量。

④由中间时刻的速度等于整个过程的平均速度，可得

AC(13.3-4.5卜10一2

=----=---------------------m/s=0.44m/s

82T0.2

⑤探究加速度。与外力F的关系时，需要保持小车的总质量恒定不变。

⑥在研究加速度与质量关系时，由于平衡了摩擦力，所以图像过原点，且分别对小车和砂桶及砂做受

力分析，由牛顿第二定律可得

mg-F=ma

F=Ma

解得

mg=

整理解得