Question

如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子．沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m，小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.

(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变．以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出a－F图象，图象是一条过原点的直线．

①a－F图象斜率的物理意义是_________________________________________．

②你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理？答：______.(填“合理”或“不合理”)

③本次实验中，是否应该满足M≫m这样的条件？答：_______(填“是”或“否”)；理由是________．

(2)验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变．用图象法处理数据时，以加速度a为纵横，应该以______倒数为横轴．

Answer

(1) 合理 否 因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于mg M＋m

【解析】

(1)①将车内的沙子转移到桶中，就保证了不变，即系统的总质量不变，研究对象是整个系统，，可见a-F图象斜率的物理意义是．系统的合外力就等于所悬挂沙桶的重力mg，不必满足这样的条件．

②因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于mg，当作合外力F是合理的；

③系统的合外力就等于所悬挂沙桶的重力mg，不必满足M≫m这样的条件．

(2)向小车内添加或去掉部分沙子，是改变系统的总质量，而系统的合外力仍等于所悬挂沙桶的重力mg，保证了合外力不变．所以用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以倒数为横轴。