高三一轮复习实验四验证牛顿第二定律

1．（2018•新课标Ⅱ）某同学用图（a）所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数，跨过光滑定滑轮的细线两端分別与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码，缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。

某次实验所得数据在下表中给出，其中f4的值可从图（b）中弹簧秤的示数读出。

回答下列问题：（1）f4＝N；（2）在图（c）的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f﹣m图线；（3）f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝，f﹣m图线（直线）的斜率的表达式为k＝；（4）取g＝9.80m/s2，由绘出的f﹣m图线求得μ＝（保留2位有效数字）【答案】（1）2.75；（2）如图所示；（3）μ（M+m）g；μg；（4）0.38（0.37﹣0.41均正确）【解析】（1）由图可以看出，弹簧秤的指针在2.70和2.80之间，读数为2.75N；（2）图中确定m＝0.05kg和m＝0.20kg时的点，通过描点后，画图如图所示（3）f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝μ（M+m）g；k的表达式为k＝μg；（4）由图象可以得出斜率为k＝＝3.75，所以＝＝0.38。

2．（2014•山东）某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度。

实验步骤：①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；②用装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示，在A端向右拉动木板，待弹簧秤实数稳定后，将读数记为F；③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②，实验数据如表所示：④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左侧C处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P 连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点（未与滑轮碰撞），测量C、D间的距离。

2021届高考物理必考实验四：验证牛顿第二定律1.实验原理(1)保持质量不变,探究加速度与合力的关系。

(2)保持合力不变,探究加速度与质量的关系。

(3)作出a-F图象和a-图象,确定其关系。

2.实验器材打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、砝码、夹子、细绳、交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。

3.实验步骤(1)测量:用天平测量小盘和砝码的质量m',小车的质量m。

(2)安装:按照如图所示的装置把实验器材安装好,但是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(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块,使小车能匀速下滑。

(4)操作:①小盘通过细绳绕过定滑轮系在小车上,先接通电源,后放开小车,打点结束后先断开电源,再取下纸带。

②保持小车的质量m不变,改变小盘和砝码的质量m',重复步骤①。

③在每条纸带上选取一段比较理想的部分,测加速度a。

④描点作图,以m'g作为拉力F,作出a-F图象。

⑤保持小盘和砝码的质量m'不变,改变小车质量m,重复步骤①和③,作出a-图象。

4.数据分析(1)利用Δx=aT2及逐差法求a。

(2)以a为纵坐标,F为横坐标,根据各组数据描点,如果这些点在一条过原点的直线上,说明a与F成正比。

(3)以a为纵坐标,为横坐标,描点、连线,如果该线为过原点的直线,就能判定a与m成反比。

5.注意事项(1)平衡摩擦力:适当垫高木板的右端,使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力。

在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细绳系在小车上,让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动。

(2)不重复平衡摩擦力。

(3)实验条件:m≫m'。

(4)“一先一后一按”:改变拉力或小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后释放小车,且应在小车到达滑轮前按住小车。

【最新高考真题解析】1.（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的关系，可利用图1所示装置进行对比实验。

实验四　验证牛顿第二定律（解析版）1.实验原理 (1)保持质量不变,探究加速度与合力的关系。

(2)保持合力不变,探究加速度与质量的关系。

(3)作出a-F 图象和a-图象,确定其关系。

1m 2.实验器材 打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、砝码、夹子、细绳、交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺。

3.实验步骤 (1)测量:用天平测量小盘和砝码的质量m',小车的质量m 。

(2)安装:按照如图所示的装置把实验器材安装好,但是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(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块,使小车能匀速下滑。

(4)操作:①小盘通过细绳绕过定滑轮系在小车上,先接通电源,后放开小车,打点结束后先断开电源,再取下纸带。

②保持小车的质量m 不变,改变小盘和砝码的质量m',重复步骤①。

③在每条纸带上选取一段比较理想的部分,测加速度a 。

④描点作图,以m'g 作为拉力F ,作出a-F 图象。

⑤保持小盘和砝码的质量m'不变,改变小车质量m ,重复步骤①和③,作出a-图象。

1m4.数据分析 (1)利用Δx=aT 2及逐差法求a 。

(2)以a 为纵坐标,F 为横坐标,根据各组数据描点,如果这些点在一条过原点的直线上,说明a 与F 成正比。

(3)以a 为纵坐标,为横坐标,描点、连线,如果该线为过原点的直线,就能判定a 与m 成反比。

1m 5.注意事项 (1)平衡摩擦力:适当垫高木板的右端,使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力。

在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细绳系在小车上,让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动。

(2)不重复平衡摩擦力。

(3)实验条件:m ≫m'。

(4)“一先一后一按”:改变拉力或小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后释放小车,且应在小车到达滑轮前按住小车。

实验4 验证牛顿第二定律则一．多选题1．研究小组的同学们用如图所示的装置探究物体的加速度与力、质量的关系之后，对此实验又做了进一步的分析：在实验前通过垫块已经平衡了阻力，且砂和砂桶的总质量远小于小车和车上砝码的总质量，由静止释放小车后，下列说法中正确的是（）A．砂和砂桶减少的重力势能大于车和砝码增加的动能B．砂和砂桶的动量变化等于对应过程中其所受重力的冲量C．小车和砝码增加的动量等于对应过程中细绳对小车拉力的冲量D．小车和砝码增加的动能等于对应过程中细绳对小车拉力所做的功【答案】ACD【解析】A、将小车（含车上砝码）和砂（含砂桶）当成一个系统，在小车（含车上砝码）运动过程中，木板对小车的摩擦力要做负功，即小车运动过程除重力外还要克服摩擦力做功，故系统机械减小，所以砂和砂桶减少的重力势能大于车和砝码增加的动能，故A正确；B、以砂和砂桶为研究对象，受到自身的重力以及绳子的拉力，根据动量定理得到：砂和砂桶的动量变化等于对应过程中其所受重力与绳子拉力的合力所产生的冲量，故B错误；CD、平衡摩擦力后，小车和砝码所受的合力就是绳子的拉力，根据动量定理得到：小车和砝码增加的动量等于对应过程中细绳对小车拉力的冲量；根据动能定理得到：小车和砝码增加的动能等于对应过程中细绳对小车拉力所做的功，故CD正确；故选：ACD。

2．如图是某同学利用教材提供的方案进行“探究加速度与力、质量的关系”实验时，正要打开夹子时的情况．某同学指出了实验时的几个错误，其说法正确的有（）A．该实验前没有平衡摩擦力B．拉小车的细线应平行桌面C．实验电源应为交流电电源D．释放小车前打点计时器应向左移动以靠近小车【答案】ABC【解析】A、木板水平放置，该实验前没有平衡摩擦力，故A正确。

B、如果细线不保持水平，那么小车的合力就不等于绳子的拉力。

小车的合力就不能正确测量，故B正确。

C、电火花和电磁计时器都使用交流电源，故C正确。

D、小车应靠近打点计时器且打点计时器应距左端较远，这样便于小车运动一段过程，从而能准确测量小车的加速度，减小误差，故不能移动打点计时器，只能向右移动小车。

实验4：验证牛顿第二定律一、实验目的1．学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．掌握灵活运用图象处理问题的方法。

二、实验原理控制变量法：在所研究的问题中，有两个以上的参量在发生牵连变化时，可以控制某个或某些量不变，只研究其中两个量之间的变化关系的方法，这也是物理学中研究问题时经常采用的方法。

本实验中，研究的参量为F、m和a，可以控制参量m一定，研究a与F的关系，也可控制参量F一定，研究a与m的关系。

三、实验器材电磁打点计时器、复写纸片和纸带、一端有定滑轮的长木板、小车、小盘、低压交流电源、天平、砝码、刻度尺、导线。

四、实验步骤1．用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M0。

2．把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路。

3．平衡摩擦力：小车的尾部挂上纸带，纸带穿过打点计时器的限位孔，将木板无滑轮的一端稍微垫高一些，使小车在不挂小盘和砝码的情况下，能沿木板做匀速直线运动。

这样小车所受重力沿木板的分力与小车所受摩擦力平衡。

在保证小盘和砝码的质量远小于小车质量的条件下，可以近似认为小盘和砝码的总重力大小等于小车所受的合外力的大小。

4．把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带。

5．改变小盘内砝码的个数，重复步骤4，并多做几次。

6．保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带。

7．改变小车上砝码的个数，重复步骤6。

五、实验数据的处理方法——图象法、化曲为直的方法1．探究加速度与力的关系以加速度a 为纵坐标，以F 为横坐标，根据测量的数据描点，然后作出图象，看图象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 为纵坐标、m 为横坐标，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。

第三章 牛顿运动定律第三讲 实验四：验证牛顿第二定律课时跟踪练1．由于没有始终满足小车的质量M 远大于砂和桶的总质量m 的关系，结果得到的图象应是下图中的( )解析：由于没有始终满足小车的质量M 远大于砂和桶的总质量m 的关系，则得到的a 1M图象先是直线后向下发生弯曲，故选D. 答案：D2.如图所示，在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F 1、F 2，车中所放砝码的质量分别为m 1、m 2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x 1、x 2，则在实验误差允许的范围内，有( )A ．当m 1＝m 2、F 1＝2F 2时，x 1＝2x 2B ．当m 1＝m 2、F 1＝2F 2时，x 2＝2x 1C ．当F 1＝F 2、m 1＝2m 2时，x 1＝2x 2D ．当F 1＝F 2、m 1＝2m 2时，x 2＝2x 1解析：题中m 1和m 2是车中砝码的质量，绝不能认为是小车的质量，题中只说明了两小车是相同的，并未告诉小车的质量是多少．当m 1＝m 2时，两车加砝码后质量仍相等，若F 1＝2F 2，则a 1＝2a 2，由x ＝12at 2得x 1＝2x 2，A 对，B 错；若m 1＝2m 2时，无法确定两车加砝码后的质量关系，两小车的加速度关系也就不清楚，故无法判定两车的位移关系，C 、D 错．故选A.答案：A3．图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．沙和沙桶的总质量为m ，小车和砝码的总质量为M .实验中用沙和沙桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．图甲(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是( )A ．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m 的大小，使小车在沙和沙桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B ．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去沙和沙桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及沙和沙桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是()A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gB．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gC．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gD．M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g(3)图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有4个点未画出．量出相邻计数点之间的距离分别为x AB＝4.22 cm、x BC＝4.65 cm、x CD＝5.08 cm、x DE＝5.49 cm、x EF＝5.91 cm、x FG＝6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a＝______m/s2(结果保留两位有效数字)．图乙解析：(1)平衡小车的摩擦力时，应撤去沙和沙桶，安装纸带，给打点计时器通电，根据纸带上打出点的分布来判断小车是否匀速运动，故B正确．(2)为使细线的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，应满足M≫m，故C组最合理．(3)由a＝（x DE＋x EF＋x FG）－（x AB＋x BC＋x CD）9T2，T＝0.1 s，可解得a≈0.42 m/s2.答案：(1)B(2)C(3)0.424．“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示，实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F.通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图乙所示．(1)图线________(选填“①”或“②”)是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．(2)在轨道水平时，小车运动的阻力F f＝________N.(3)图乙中，拉力F较大时，a-F图线明显弯曲，产生误差．为避免此误差可采取的措施是()A．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动B．在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车的总质量C．将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替钩码的重力D．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验解析：(1)在水平轨道上，由于受到摩擦力，拉力不为零时，加速度仍然为零，可知图线②是在轨道水平的情况下得到的．当轨道的右侧抬高过高时(平衡摩擦力过度)，拉力等于零时，也会出现加速度，所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．(2)根据牛顿第二定律得，F－F f＝ma，当F＝0.5 N时，a＝0，解得F f＝0.5 N.(3)由于开始段aF关系为一条倾斜的直线，所以在小车质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理有mg＝Ma，得a＝mg M＝FM，而实际上a′＝mgm＋M，可见aF图线末端明显偏离直线是由于没有满足M≫m造成的．将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替钩码的重力可以避免出现这种情况．故C选项正确．答案：(1)①(2)0.5(3)C5．(2018·长沙模拟)某同学利用图甲所示实验装置及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，如图乙所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g，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：图甲图乙(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(选填“线性”或“非线性”)关系．(2)由图乙可知，am图线不经过原点，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______________．解析：(1)由描点作图可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系．(2)由题给图象可知，当小车的加速度为0时，砝码质量不为0，说明此时存在摩擦力．(3)对小车受力分析，有F T－F f＝Ma，mg－F T＝ma.联立两式可得a＝mgM＋m－F fM＋m.可知应平衡摩擦力，平衡摩擦力后a＝mgM＋m，F T＝MmgM＋m.为使F T＝mg，应使m≪M.答案：(1)非线性(2)存在摩擦力(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量6．(2018·开封模拟)在“验证牛顿第二定律”的实验中，打出的纸带如图所示，相邻计数点间的时间间隔是T.图甲图乙(1)测出纸带各相邻计数点之间的距离分别为x1、x2、x3、x4，如图甲所示，为使由实验数据计算的结果更精确一些，计算加速度平均值的公式应为a＝____________．(2)在该实验中，为验证小车质量M不变时，a与F成正比，小车质量M 、沙及沙桶的质量m 分别选取下列四组值．A ．M ＝500 g ，m 分别为50 g 、70 g 、100 g 、125 gB ．M ＝500 g ，m 分别为20 g 、30 g 、40 g 、50 gC ．M ＝200 g ，m 分别为50 g 、70 g 、100 g 、125 gD ．M ＝200 g ，m 分别为30 g 、40 g 、50 g 、60 g若其他操作都正确，那么在选用________组值测量时所画出的aF 图象较准确．(3)有位同学通过测量，作出a-F 图象，如图乙所示．试分析： ①图象不通过原点的原因是______________________．②图象上部弯曲的原因是________________________．解析：(1)逐差法处理实验数据，根据公式a ＝（x 3＋x 4）－（x 1＋x 2）4T 2求解加速度． (2)满足沙和沙桶的质量m 远小于小车的质量M 的条件，绳对小车的拉力才近似等于沙和桶的重力，故选B.(3)分析实验误差出现的原因：①没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够；②未满足沙和沙桶的质量m 远小于小车的质量M .答案：(1)（x 3＋x 4）－（x 1＋x 2）4T 2(2)B (3)①没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够 ②未满足沙和沙桶的质量m 远小于小车的质量M7．某同学为探究加速度与合外力的关系，设计了如图甲所示的实验装置．一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连．实验中改变悬挂的钩码个数进行多次测量，记录弹簧测力计的示数F ，并利用纸带计算出小车对应的加速度a .图甲(1)实验中的钩码的质量可以不需要远小于小车质量，其原因是________．A ．车所受的拉力与钩码的重力无关B ．小车所受的拉力等于钩码重力的一半C ．小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出(2)图乙是实验中得到的某条纸带的一部分．已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz ，由纸带数据求出小车的加速度a ＝________m/s 2.图乙(3)根据实验数据绘出小车的加速度a 与弹簧测力计示数F 的关系图象，下列图象中最符合本实验实际情况的是________．解析：(1)小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出，因此实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量，选项C 正确．(2)由Δx ＝aT 2和逐差法，T ＝5×150s ＝0.1 s ，可得 a ＝3.35－1.852×0.1×10－2 m/s 2＝0.75 m/s 2.(3)由于实验时没有平衡摩擦力，当拉力达到一定值时，小车才会运动，当小车运动起来后，对小车受力分析，水平方向小车受绳的拉力F绳＝2F，滑动摩擦力F f，由牛顿第二定律有：2F－F f＝ma，则a＝2m F－F fm，则知四个图象中符合实验实际情况的是图象B.答案：(1)C(2)0.75(3)B。

实验4 验证牛顿第二定律一、实验目的1．会用控制变量法探究加速度a与合力F、质量M的关系；2．掌握利用图像法处理实验数据的方法．二、实验器材一端有定滑轮的长木板、____________、复写纸片和纸带、小车、盘、重物、电磁打点计时器、天平、砝码、________、导线．考点一实验原理与实验操作本实验利用盘及盘中重物通过细绳牵引小车做加速运动的方法研究加速度a与力F、质量M的关系．实验时采用控制变量法，共分两步研究：第一步，保持小车的质量不变，改变盘中重物的质量，测出相应的a，验证a与F的关系；第二步，保持盘中重物的质量不变，改变小车上砝码的质量，测出小车运动的加速度a，验证a与M的关系．实验应测量的物理量有：(1)小车及车上砝码的总质量M：用天平测出．(2)小车受到的拉力F：拉力近似等于盘和重物的总重力mg(盘和重物的总质量远小于小车和车上砝码的总质量)．(3)小车的加速度a：通过打点计时器打出纸带，由a＝a1＋a2＋a33＝x6＋x5＋x4－x3－x2－x19T2计算出．[2015·湖南十三校联考] 在“用DIS探究牛顿第二定律”的实验中，装置如图S4­1(a)所示．(1)本实验是通过____________________________来改变对小车的拉力，通过增加小车上的配重片来改变小车的质量，通过位移传感器测得小车的v­t图像，通过____________________求解小车的加速度．(a) (b)图S4­1(2)图(b)为小车所受作用力不变时实验所得的a­1M图像，从图像上可以看到直线不过原点，其原因是________．A．钩码质量过大B．轨道倾斜，左端偏高C．轨道倾斜，右端偏高D．小车与轨道间的摩擦未被平衡[2015·哈尔滨六中四模] 如图S4­2所示为用速度传感器探究小车获得的速度与小车受到的合力及运动位移关系的实验装置：该小组设计的思路是将小车从A位置由静止释放，用速度传感器测出小车获得的速度．实验分两步进行：一是保持沙和沙桶的质量不变，改变速度传感器B 与A 位置的距离，探究小车获得的速度与小车运动位移的关系；二是保持速度传感器的位置不变，改变沙和沙桶的质量，探究小车获得的速度与小车所受合力的关系．图S4­2(1)实验中在探究三个物理量的关系时，采用的物理方法是____________________．(2)在探究小车获得的速度v 与小车运动位移x 的关系时，测出多组v 、x 的数据后作出的v 2­x 图像的形状是________．(填“直线”或“曲线”)(3)在探究小车获得的速度与小车所受合力的关系时，要使沙和沙桶的重力等于小车受到的合力需要采取什么措施？____________________________________________.■ 注意事项(1)在本实验中，必须平衡摩擦力，在平衡摩擦力时，不要把盘和重物系在小车上，即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)安装器材时，要调整滑轮的高度，使拴小车的细绳与斜面平行，且连接小车和盘应在平衡摩擦力之后．(3)改变小车的质量或拉力的大小时，改变量可适当大一些，但应满足盘和重物的总质量远小于小车和车上砝码的总质量．盘和重物的总质量不超过小车和车上砝码总质量的10%.(4)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，再放开小车，且应在小车到达滑轮处前按住小车．考点二 数据处理与误差分析1.数据处理(1)先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据公式a ＝Δx T 2计算加速度． (2)需要记录各组对应的加速度a 与小车所受牵引力F ，然后建立直角坐标系，用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示作用力F ，描点画出a ­F 图像，如果图线是一条过原点的直线，便证明加速度与作用力成正比．再记录各组对应的加速度a 与小车和砝码的总质量M ，然后建立直角坐标系，用纵坐标表示加速度a ，用横坐标表示总质量的倒数1M，描点画出a ­1M图像，如果图线是一条过原点的直线，就证明了加速度与质量成反比． 2．误差分析(1)质量的测量、纸带上计数点间距离的测量、拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差．(2)实验原理不完善引起误差．通过适当的调节，使小车所受的阻力被平衡，当小车做加速运动时，可以得到a ＝mM ＋m g ，T ＝mg M M ＋m ＝mg 1＋m M，只有当M ≫m 时，才可近似认为小车所受的拉力T 等于mg ，所以本实验存在系统误差．(3)平衡摩擦力不准造成误差．S4­3(a)所示实验装置及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200 g，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：(a)(b)图S4­3(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(选填“线性”或“非线性”)关系．(2)由图(b)可知，a­m图线不经过原点，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________．1 用如图S4­4所示的装置探究加速度与力和质量的关系，带滑轮的长木板和弹簧测力计均水平固定．图S4­4(1)实验时，一定要进行的操作是________(填选项前的字母)．A．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数B．改变沙和沙桶的总质量，打出几条纸带C．用天平测出沙和沙桶的总质量D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量(2)以弹簧测力计的示数F为横坐标，以加速度a为纵坐标，画出的a­F图像可能正确的是图S4­5中的________(填选项字母)．图S4­5(3)若测出的a ­F 图像的斜率为k ，则小车的质量为______．2 [2015·西安八校联考] 某实验小组利用如图S4­6甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系．(1)为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M 和气垫导轨最右端高度h (见图甲)．关于“改变滑块质量M 和气垫导轨最右端的高度”的正确操作方法是________．A ．M 减小时，h 增大，以保持二者乘积不变B ．M 增大时，h 增大，以保持二者乘积增大C ．M 增大时，h 减小，以保持二者乘积减小D ．M 减小时，h 减小，以保持二者乘积减小(2)做实验时，将滑块从图甲所示位置(气垫导轨右端)由静止释放，由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt 1、Δt 2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x ，用游标卡尺测得遮光条宽度d .则滑块加速度的表达式a ＝________(以上表达式均用已知字母表示)．如图乙所示，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为________mm.图S4­6■ 注意事项(1)如果a 与1M 是正比关系，则a ­1M图像是直线，而若a 与M 是反比关系，则a ­M 图像是曲线，在研究两个量的关系时，直线更易确定两者之间的关系，故本实验作a ­1M图像．(2)在平衡摩擦力时，除了不挂盘和重物外，其他都应跟正式实验一样，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点间的距离相等．1．[2015·大连二诊] 某同学在“探究加速度与力的关系”实验中，按照正确操作步骤，得到了在不同合外力下的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等几条纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s ，将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5…，如图S4­7所示A 、B 、C 三段纸带，分别是从三条不同纸带上撕下的．图S4­7(1)打下计数点1时，纸带的速度大小为________m/s(保留两位有效数字，下同)；(2)打Ⅰ纸带时，物体的加速度大小是________m/s 2；(3)在A 、B 、C 三段纸带中，属于纸带Ⅰ的是________．2．[2015·兰州3月诊断] 在“探究加速度和力的关系”的实验中，某校的兴趣小组采用如图S4­8甲所示的传感器实验装置进行研究，计算机可通过位移传感器采集的数据直接计算出小车的加速度．实验时他们用钩码的重力作为小车所受外力，平衡好摩擦后，保持小车质量不变，改变所挂钩码的数量，多次重复测量．根据测得的多组数据可画出a ­F 关系图线(如图乙所示)．甲 乙图S4­8(1)分析此图线的OA 段可得出的实验结论是_____________________________________.(2)此图线的AB 段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是( )A ．小车与轨道之间存在摩擦B ．导轨保持了水平状态C ．所挂钩码的总质量太大D ．所用小车的质量太大3．[2015·东北育才第八次模拟] 如图S4­9甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B ，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A 处由静止释放．甲乙图S4­9(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d ，如图乙所示，则d ＝________mm ；(2)实验时，将滑块从A 位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B 的时间t ，为了得到滑块的加速度，该同学还需用刻度尺测量的物理量是____________；(3)下列不必要的一项实验要求是( )A ．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B ．应使A 位置与光电门间的距离适当大些C ．应将气垫导轨调节水平D ．应使细线与气垫导轨平行(4)改变钩码的质量，记录对应的力传感器的示数F 和遮光条通过光电门的时间t ，通过描点作出线性图像，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出________图像．选填“t 2­F ”“1t ­F ”或“1t 2­F ”4．[2015·武汉华师一附中模拟] 为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图S4­10所示的实验装置，小车总质量用M 表示(乙图中M 包括小车与传感器，丙图中M 包括小车和与小车固连的滑轮)，钩码总质量用m 表示．甲乙丙图S4­10(1)为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是( )A ．三组实验中只有甲需要平衡摩擦力B ．三组实验都需要平衡摩擦力C ．三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m 远小于小车的总质量M 的条件D ．三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m 远小于小车的总质量M 的条件(2)若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a ，a ＝13g ，g 为当地重力加速度，则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为________，乙、丙两人实验用的钩码总质量之比为________．5．[2015·西城二模] 如图S4­11所示为某同学研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置示意图．图S4­11(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、垫块、小车和砝码、沙和沙桶、刻度尺．除以上器材外，还需要的实验器材有________．A ．秒表B ．天平(附砝码)C ．低压交流电源D ．低压直流电源(2)实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力：小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器．把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做________运动．(3)实验中，为了保证沙和沙桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，沙和沙桶的总质量m 与小车和车上砝码的总质量M 之间应满足的条件是________．这样，在改变小车上砝码的质量时，只要沙和沙桶质量不变，就可以认为小车所受拉力几乎不变．(4)如图S4­12所示， A 、B 、C 为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的时间间隔为T ，A 、B 间的距离为x 1，B 、C 间的距离为x 2，则小车的加速度a ＝________．已知T ＝0.10s ，x 1＝5.90 cm ，x 2＝6.46 cm ，则a ＝________ m/s 2(结果保留2位有效数字)．图S4­12(5)在做实验时，该同学已补偿了打点计时器对小车的阻力及其他阻力．在处理数据时，他以小车的加速度的倒数1a 为纵轴，以小车和车上砝码的总质量M 为横轴，描绘出1a­M 图像，图S4­13中能够正确反映1a­M 关系的示意图是________．图S4­13实验4 验证牛顿第二定律【实验器材】低压交流电源 刻度尺【考点互动探究】考点一 实验原理与实验操作例1 (1)改变钩码的个数 图像的斜率 (2)BD[解析] (1)通过改变钩码的个数可以改变对小车的拉力；通过位移传感器测得小车的v ­t 图像，v ­t 图像的斜率等于小车的加速度；(2)由图(b)所示a ­1M图像可知，图像不过原点，在横轴上有截距，这是由于轨道倾斜，左端偏高或小车与轨道间的摩擦未被平衡造成的，故选项B 、D 正确．[点评] 验证牛顿第二定律实验中，保持小车质量不变时，a ­F 图像应为一条过原点的直线，a ­F 图像不过原点可能是平衡小车摩擦力没有达到实验要求所致，保持合力不变时，a ­M 图像应是双曲线，不易确认，因此应作a ­1M图像，该图像应为一条过原点的直线，图像不过原点一般是平衡小车摩擦力没有达到实验要求所致．变式题 (1)控制变量法 (2)直线 (3)平衡摩擦力：将木板远离滑轮端适当垫高，使小车不挂沙桶时，能做匀速直线运动；沙和沙桶的质量远小于小车的质量[解析] (2)小车匀加速运动时，有v 2＝2ax ，所以v 2­x 图像为过原点的直线；(3)实验中绳的拉力等于小车受到的合力需要先平衡摩擦力，而因沙和沙桶加速下落，其重力大于绳的拉力，只有满足沙和沙桶的质量远远小于小车的质量的条件时，沙和沙桶的重力才近似等于绳的拉力，满足上述两个条件时沙和沙桶的重力才等于小车受到的合力．考点二 数据处理与误差分析例 2 (1)非线性 (2)存在摩擦力 (3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车的质量[解析] 本题考查了验证牛顿第二定律的实验．(1)根据图中描出的各点作出的图像不是一条直线，故小车的加速度和钩码的质量成非线性关系．(2)图像不过原点，小车受到拉力但没有加速度，原因是有摩擦力的影响．(3)平衡摩擦力之后，在满足钩码质量远小于小车质量的条件下，可以得出在小车质量不变的情况下加速度与拉力成正比的结论．[点评] 根据描点准确绘出图像是解题的关键，只有绘图准确，才能发现图像为曲线且不过原点，进而分析误差原因及实验控制条件．变式题1 [答案] (1)AB (2)A (3)2k[解析] (1)本实验中小车受到的合力等于弹簧测力计的拉力的2倍，不需要测量沙和沙桶的总质量，也不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量，选项C 、D 不必要，必要步骤为A 、B ；(2)图中提供的图像均不是正确实验的结果，因此应考虑实验过程的系统误差问题，考虑到小车受到摩擦阻力，则有2F －F f ＝Ma ，解得a ＝2F M －F f M，因此a ­F 图像可能为A ；(3)由(2)可确定k ＝2M ，则小车的质量为M ＝2k. 变式题2 (1)A (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 122x 8.15[解析] (1)滑块的合力F 合＝Mg h l，为了保持滑块所受的合力不变，则要求Mh 乘积不变，所以M 和h 不能同时增大或减小，选项A 正确；(2)滑块经过光电门1时的速度表达式v 1＝d Δt 1；经过光电门2时的速度表达式v 2＝d Δt 2；则加速度为a ＝v 22－v 212x＝⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 122x ；游标卡尺的读数由主尺和游标尺两部分组成．主尺的刻度为8 mm ，游标尺上的第3个刻度与上边对齐，所以读数是0.05×3＝0.15 mm ，总读数为8.15 mm.【教师备用习题】1．(1)物体的加速度a 同时跟合外力F 和质量M 两个因素有关．研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是________．(2)某同学的实验方案如图所示，她想用沙桶的重力表示小车受到的合外力F ，为了减小这种做法带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：A ．用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是________________________．B ．使沙桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于________________．(3)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：A ．利用公式a ＝2x t 2计算B ．根据a ＝Δx T 2利用逐差法计算 两种方案中，你认为选择方案________比较合理．[答案] (1)控制变量法 (2)A.平衡摩擦力 B ．沙桶的重力 (3)B[解析] (1)研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是控制变量法；(2)想用沙桶的重力表示小车受到的合外力F ，为了减小这种做法带来的实验误差，应使沙桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于沙桶的重力；还要用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力；(3)利用实验中打出的纸带求加速度时，需要根据a ＝ΔxT 2利用逐差法计算，选项B 正确． 2．图甲为“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置．丙(1)在实验过程中，打出了一条纸带如图乙所示，打点计时器打点的时间间隔为0.02 s ．从比较清晰的点起，每两个计数点间还有4个点未画出，量出相邻计数点之间的距离如图乙所示，该小车的加速度大小a ＝________ m/s 2(结果保留两位有效数字)．(2)根据实验收集的数据作出的a ­F 图线如图丙所示，请写出一条对提高本实验结果准确程度有益的建议：_____________________________________________________.[答案] (1)0.16 (2)实验前要平衡小车所受的摩擦力[解析] (1)Δx ＝0.16 cm ＝1.6×10－3 m ，相邻计数点间的时间间隔T ＝5×0.02 s ＝0.10s ，由Δx ＝aT 2解得，a ＝0.16 m/s 2；(2)由图可以看出，实验中没有平衡或者没有完全平衡小车所受的摩擦力，所以实验前应先平衡小车所受的摩擦力．3．如图所示是利用光电门探究“滑块加速度与外力关系”的实验装置．滑块上的挡光板的宽度为d ，滑块出发点到光电门位置的距离为l .使滑块从起点由静止开始运动．光电计时器记录下滑块上挡光板通过光电门的时间为Δt .(1)滑块通过光电门时的瞬时速度v ＝________；(2)滑块的加速度a ＝________；(3)换用不同钩码拉，测出多组不同拉力F 对应的Δt ，用图像法处理获得的数据，若以________为纵坐标，以F 为横坐标，才能得出加速度与合外力的正比关系．[答案] (1)dΔt (2)d 22l Δt 2 (3)1Δt 2 [解析] (1)挡光板宽度很小，挡光板过光电门时的平均速度可取代瞬时速度，则滑块通过光电门时的瞬时速度v ＝d Δt ；(2)根据运动公式v 2＝2al ，加速度a ＝d 22l Δt 2；(3)由F ＝ma ＝m d 22l Δt 2知，1Δt 2＝2l md 2F ，作图时应以拉力F 为横坐标，以1Δt 2为纵坐标． 【课时巩固训练】1．(1)0.20 (2)2.0 (3)B[解析] (1)v 1＝x 1＋x 22T ＝（1.01＋3.01）×10－2 m 2×0.10 s＝0.20 m/s ；(2)根据运动学公式Δx ＝aT 2得，a ＝Δx T 2＝（3.01－1.01）×10－2m （0.10 s ）2＝2.0 m/s 2；(3)根据匀变速直线运动的特点(相邻的时间间隔位移之差相等)得出位移之差为3.01 cm －1.01 cm ＝2.00 cm ，则后续位移为x 23＝x 12＋2.00 cm ＝5.01 cm ，x 34＝x 23＋2.00 cm ＝7.01 cm ，所以属于纸带Ⅰ的是B .11 2．(1)小车质量不变时，其加速度与小车受到的合力成正比 (2)C[解析] (1)图线OA 为过原点的直线，由此得到如下结论：小车质量不变时，其加速度与小车受到的合力成正比．(2)对小车和钩码分别应用牛顿第二定律得，mg －T ＝ma ，T ＝Ma ，则加速度a ＝mg m ＋M ，小车受到的拉力T ＝Ma ＝Mmg m ＋M，当m ≪M 时可认为小车受到的合力等于钩码的重力，如果钩码质量过大，则小车受到的合力明显小于钩码重力，实验误差较大，a ­F 图像偏离直线，选项C 正确．3．(1)2.25 (2)A 位置到光电门B 之间的距离L (3)A (4)1t 2­F [解析] (1)由游标卡尺的图示可知，d ＝2 mm ＋5×0.05 mm ＝2.25 mm ；(2)由遮光条的宽度与时间t ，可计算出滑块经过光电门的速度，欲求滑块加速度，则还应该知道A 位置到光电门B 之间的距离L ；(3)由于细线上连接有力传感器，它可以直接测出细线上拉力的大小，故没有必要使滑块质量必须远大于钩码和力传感器的总质量，所以A 是不必要的；而B 中使A 位置与光电门间的距离适当大些、C 中应将气垫导轨调节水平、D 中使细线与气垫导轨平行等都是有必要的；(4)根据L ＝d 22at 2可知，加速度a 与t 2是成反比的，故欲研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出1t 2­F 的图像，如果该图像是一条过原点的直线，则说明加速度与力是成正比的．4．(1)BC (2)1∶2 1∶2[解析] (1)本实验的目的是探究加速度与合力、质量的关系，必须平衡摩擦力才能满足绳对小车的拉力等于小车受到的合力，所以三组实验都需要平衡摩擦力；图甲实验方案中，绳的拉力是用钩码的重力替代的，因小车与钩码具有大小相等的加速度，所以绳的拉力小于钩码的重力，只有在钩码的质量远小于小车的质量时，钩码加速度较小，绳的拉力才近似等于钩码的重力，实验方案甲必须满足钩码的总质量m 远小于小车的总质量M 的条件；方案乙中绳的拉力用力传感器测出，不需要满足钩码的总质量m 远小于小车的总质量M 的条件；方案丙小车受到的拉力等于弹簧测力计示数的2倍，不需要满足钩码的总质量m 远小于小车的总质量M 的条件．选项B 、C 正确．(2)乙方案中对小车有T ＝M 2a ，丙方案中对小车有2T ＝M 3a ，所以M 2∶M 3＝1∶2；乙方案中对钩码有m 2g －T ＝m 2a ，丙方案中，钩码的加速度是小车加速度的2倍，对钩码有m 3g －T ＝m 3·2a ，所以m 2∶m 3＝1∶2.5．(1)BC (2)匀速直线 (3)m ≪M (4)x 2－x 1T 20.56 (5)C [解析] (1)本实验需要用天平测量小车的质量，电磁打点计时器需要使用低压交流电源，选用B 、C ；(2)补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力时，应使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动；(3)平衡摩擦力后，当m ≪M 时沙和沙桶重力才约等于小车受到的合力；(4)根据x 2－x 1＝aT 2，解得加速度a ＝x 2－x 1T 2＝（6.46－5.90）×10－2 m （0.1 s ）2＝0.56 m/s 2；(5)根据牛顿第二定律，mg －T ＝ma ，T ＝Ma ，解得1a＝1mg ·M ＋1g ，则1a­M 图像为不过原点的直线，选项C 正确．。

物理学科教学案为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的木块和木块上砝码的总质量。

(选填“远大于”、“远图实­4­6甲所示为实验装置图。

图乙为某次实验得到的一段纸带，计数点A_____________________________________________________保持砂和砂桶质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次测量，得到小车加速度a、．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时限时训练（21）探究加速度与力、质量的关系A 组【 】1．关于“验证牛顿第二定律”实验中验证“作用力一定时，加速度与质量成反比”的实验过程，以下做法中正确的是( )A ．平衡摩擦力时，应将装沙的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B ．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C ．实验时，先放开小车，再接通电源D ．可以利用天平测出沙桶和沙质量m 和小车质量M ，直接用公式a ＝mgM求出加速度 2．图实为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。

(1)平衡小车所受阻力的操作：取下________，把木板不带滑轮的一端垫高；接通电火花计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动。

如果打出的纸带如图所示，则应________(选填“减小”或“增大”)木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹________为止。

(2) 如图所示为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图像，横坐标m 为小车上砝码的质量。

设图中直线的斜率为k ，在纵轴上的截距为b ，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为________，小车的质量为________。

3．用图实­4­9(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律：(1)某同学通过实验得到如图(b)所示的a ­F 图像，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角________(填“偏大”或“偏小”)。

验证牛顿第二定律知识元验证牛顿第二定律知识讲解一、实验目的1．学会用控制变量法验证牛顿第二定律2．掌握利用图象处理实验数据的方法二、实验原理本实验中，探究加速度a与力F、质量M的关系，可以先保持F不变，研究a和M的关系，再保持M不变，研究a和F的关系．三、实验器材小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫块，打点计时器，导线两根，纸带，托盘天平及砝码，米尺．四、实验步骤1．用天平测出小车的质量M和盘的质量m0，把数值记录下来．2．把实验器材安装好．3．平衡摩擦力：在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动其位置，直至不挂盘和重物的小车刚好能在斜面上保持匀速直线运动为止．4．将盘和重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，使小车运动，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带，并在纸带上标上号码．5．保持小车的质量不变，改变盘中重物的质量，重复步骤4，每次记录必须在相应的纸带上做上标记，将记录的数据填写在表格内．6．建立坐标系，用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，在坐标系中描点，画出相应的图线，探究a与F的关系．7．保持盘和重物的质量不变，改变小车的质量（在小车上增减砝码），探究a与M的关系．五、注意事项1．在本实验中，必须平衡摩擦力，在平衡摩擦力时，不要把重物系在小车上，即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．安装器材时，要调整滑轮的高度，使拴小车的细绳与斜面平行，且连接小车和盘应在平衡摩擦力之后．3．改变小车的质量或拉力的大小时，改变量应尽可能大一些，但应满足盘和重物的总质量远小于小车和车上砝码的总质量．盘和重物的总质量不超过小车和车上砝码总质量的10%．4．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，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．六、误差分析1．质量的测量误差，纸带上打点计时器间隔距离的测量误差，细绳或纸带不与木板平行等都会造成误差.2．因实验原理不完善造成误差：本实验中用重物的重力代替小车受到的拉力（实际上受到的拉力要小于重物的重力），存在系统误差.重物的质量越接近小车的质量，误差越大，反之，重物的质量越小于小车的质量，误差就越小.3．平衡摩擦力不准造成误差.在平衡摩擦力时，除了不挂盘和重物外，其他的都应跟正式实验一样（比如要挂好纸带、接通打点计时器），匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点间的距离相等．例题精讲验证牛顿第二定律例1.如图甲所示装置可以用来测量“摩擦因数”、“探究加速度与合外力、质量的关系”，也可以用来“探究功与速度变化的关系”和“验证机械能守恒定律”等。