1．實驗器材的改進
(1)氣墊導軌：不用補償阻力。
(2)力傳感器或彈簧測力計：可直接測繩的拉力，不必保證小車質(zhì)量遠大于鉤碼的總質(zhì)量。
(3)速度傳感器、位移傳感器、光電門：可以更加精確測出小車的位移和瞬時速度。
2．實驗方法的遷移應用
以牛頓第二定律為實驗原理，測量動摩擦因數(shù)、重力加速度、質(zhì)量等。
?考向1 實驗器材的改進
在探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關系實驗中，小明同學做了如圖甲所示的實驗改進，在調(diào)節(jié)桌面水平后，添加了力傳感器來測細線中的拉力。(g＝10 m/s2)
(1)關于該實驗的操作，下列說法正確的是 D 。
A．必須用天平測出沙和沙桶的質(zhì)量
B．一定要保證沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量
C．應當先釋放小車，再接通電源
D．需要改變沙和沙桶的總質(zhì)量，打出多條紙帶
(2)本實驗用的方法是 控制變量法 。
(3)由實驗得到小車的加速度a與力傳感器示數(shù)F的關系如圖乙所示。則小車與軌道的滑動摩擦力Ff＝ 1.0 N。
(4)小明同學不斷增加沙子質(zhì)量重復實驗，發(fā)現(xiàn)小車的加速度最后會趨近于某一數(shù)值，從理論上分析可知，該數(shù)值應為 5 m/s2。
[解析] (1)拉力可以由力傳感器來測出，不需要用天平測出沙和沙桶的質(zhì)量，也就不需要使沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，故A、B錯誤；打點計時器運用時，都是先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放紙帶，故C錯誤；該實驗探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關系，需要改變沙和沙桶的總質(zhì)量，打出多條紙帶，故D正確。
(2)控制變量法。
(3)根據(jù)牛頓第二定律得2F－Ff＝Ma，當a＝0時，F(xiàn)f＝2F＝1.0 N。
(4)設細線的拉力為T，小車的加速度為a，則根據(jù)牛頓第二定律對沙和沙桶有mg－T＝2ma，對小車有2T－Ff＝Ma，聯(lián)立解得a＝eq \f(2mg－1,M＋4m)＝eq \f(2g－\f(1,m),\f(M,m)＋4)，當m無窮大時a＝5 m/s2。
?考向2 實驗方案的改進
做“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗時，圖甲是教材中的實驗方案；圖乙是拓展方案，其實驗操作步驟如下：
(1)實驗獲得如圖所示的紙帶，計數(shù)點a、b、c、d、e、f間均有四個點未畫出，則在打d點時小車的速度大小vd＝ 0.19(0.18～0.19均可) m/s(保留兩位有效數(shù)字)；
(2)需要滿足條件M?m的方案是 甲 (選填“甲”“乙”或“甲和乙”)；在作a－F圖像時，把mg作為F值的是 甲和乙 (選填“甲”“乙”或“甲和乙”)。
[解析] (1)由題意知小車做勻加速直線運動，故vd＝eq \f(xce,2T)，將xce＝(36.10－32.40)cm＝3.70 cm，T＝0.1 s，代入得vd≈0.19 m/s；
(2)甲實驗方案中：繩的拉力F滿足：F＝Ma，且mg－F＝ma，
則F＝eq \f(mg,1＋\f(m,M))，只有m?M時，F(xiàn)才近似等于mg，故以托盤與砝碼的重力表示小車的合外力，需滿足m?M。乙實驗方案中：小車沿木板勻速下滑，小車受繩的拉力及其他力的合力為零，且繩的拉力大小等于托盤與砝碼的重力，取下托盤及砝碼，小車所受的合外力大小等于托盤與砝碼的重力mg，不需要滿足m?M。兩個實驗方案都可把mg作為F值。
?考向3 實驗方法的遷移應用
(2023·貴州畢節(jié)統(tǒng)考三模)某同學受“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的啟示，設計了如圖甲的實驗裝置，利用動力學方法測量砂桶中砂的質(zhì)量。

主要實驗步驟如下：
(1)平衡好摩擦力后，在砂桶中加入質(zhì)量為m0的砂；
(2)接通傳感器電源，釋放小車，利用傳感器測出對應的位移與時間(x－t)圖像；
(3)在砂桶和砂質(zhì)量不變的情況下，改變小車的質(zhì)量，測量出不同的加速度。
①圖乙是當小車質(zhì)量為M＝0.2 kg時，運動過程中傳感器記錄下的x－t圖像，由圖可知，小車的加速度a＝ 2 m/s2。
②圖丙為加速度a的倒數(shù)和小車質(zhì)量M的eq \f(1,a)－M圖像，利用題中信息求出砂的質(zhì)量m0＝ 0.04 kg(已知砂桶的質(zhì)量m＝0.01 kg，重力加速度g＝10 m/s2)。
[解析] (3)①小車做勻加速直線運動，根據(jù)動力學公式有x＝eq \f(1,2)at2
解得a＝2 m/s2。
②根據(jù)牛頓第二定律有T＝Ma
(m＋m0)g－T＝(m＋m0)a
解得m＝0.04 kg。

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