如圖11－4所示的實驗裝置可以驗*牛頓運動定律，小車上固定一個盒子，盒子內盛有砂子，砂桶的總質量(包括桶以及桶...

問題詳情：

如圖11－4所示的實驗裝置可以驗*牛頓運動定律，小車上固定一個盒子，盒子內盛有砂子，砂桶的總質量(包括桶以及桶內砂子質量)記為m，小車的總質量(包括小車、盒子及盒內砂子質量)記為M.

圖11－4

(1)驗*在質量不變的情況下，加速度與合外力成正比：從盒子中取出一些砂子，裝入砂桶中，稱量並記錄砂桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對應的加速度a則從打下的紙帶上計算得出．多次改變合外力F的大小，每次都會得到一個相應的加速度．本次實驗中，桶內的砂子取自小車中，故系統的總質量不變．以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出a­F圖象，圖象是一條過原點的直線．

①a­F圖線斜率的物理意義是___________________________．

②你認為把砂桶的總重力mg當做合外力F是否合理？答：________.(填“合理”或“不合理”);

③本次實驗中，是否應該滿足M≫m這樣的條件？答：________(填“是”或“否”)；

理由是________________________________________________．

(2)驗*在合外力不變的情況下，加速度與質量成反比：保持桶內砂子質量m不變，在盒子內添加或去掉一些砂子，驗*加速度與質量的關係．本次實驗中，桶內的砂子總質量不變，故系統所受的合外力不變．用圖象法處理數據時，以加速度a為縱軸，應該以________的倒數為橫軸．

【回答】

解析：(1)將車內的砂子轉移到桶中，就保*了M＋m不變，即系統的總質量不變，研究對象是整個系統，a＝＝，可見a­F圖象斜率的物理意義是.系統的合外力就等於所懸掛砂桶的重力mg，不必滿足M≫m這樣的條件．

(2)向小車內添加或去掉部分砂子，是改變系統的總質量M＋m，而系統的合外力仍等於所懸掛砂桶的重力mg，保*了合外力不變．所以用圖象法處理數據時，以加速度a為縱軸，應該以M＋m倒數為橫軸．

*：(1)①　②合理　③否，因為實驗的研究對象是整個系統，系統受到的合外力就等於mg

(2)M＋m

知識點：牛頓第二定律

題型：實驗,探究題