Question

（8分）如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律，小車上固定一個(gè)盒子，盒子內(nèi)盛有沙子，沙桶的總質(zhì)量(包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量)記為m，小車的總質(zhì)量(包括小車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量)記為M。

（1）驗(yàn)證在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力成正比：從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對(duì)應(yīng)的加速度則從打下的紙帶上計(jì)算得出。多次改變合外力F的大小，每次都會(huì)得到一個(gè)相應(yīng)的加速度。本次實(shí)驗(yàn)中，桶內(nèi)的沙子取自小車中，故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變。以合外力F為橫軸，以加速度為縱軸，畫出a—F圖象，圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。

①a—F圖線斜率的物理意義是                                。

②你認(rèn)為把沙桶的總重力mg當(dāng)做合外力F是否合理？答：________。(填“合理”或”不合理”)；

③本次實(shí)驗(yàn)中，是否應(yīng)該滿足材M >>m這樣的條件?答：__________ (填“是”或“否”)；

理由是_____________________________________________。

（2）驗(yàn)證在合外力不變的情況下，加速度與質(zhì)量成反比：保持桶內(nèi)沙子質(zhì)量m不變，在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子，驗(yàn)證加速度與質(zhì)量的關(guān)系。本次實(shí)驗(yàn)中，桶內(nèi)的沙子總質(zhì)量不變，故系統(tǒng)所受的合外力不變。用圖象法處理數(shù)據(jù)時(shí)，以加速度為縱軸，應(yīng)該以____________的倒數(shù)為橫軸。

 

Answer 1

【答案】

（1）①   ；  ②合理 ；

③否 ，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是整個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)受到的合外力就等于。

（2）

【解析】

試題分析：（1）將車內(nèi)的沙子轉(zhuǎn)移到桶中，就保證了不變，即系統(tǒng)的總質(zhì)量不變，研究對(duì)象是整個(gè)系統(tǒng)，，可見(jiàn)a-F圖象斜率的物理意義是。系統(tǒng)的合外力就等于所懸掛沙桶的重力mg，不必滿足這樣的條件．

（2）向小車內(nèi)添加或去掉部分沙子，是改變系統(tǒng)的總質(zhì)量，而系統(tǒng)的合外力仍等于所懸掛沙桶的重力mg，保證了合外力不變．所以用圖象法處理數(shù)據(jù)時(shí)，以加速度a為縱軸，應(yīng)該以倒數(shù)為橫軸。

考點(diǎn)：本題考查了控制變量法研究牛頓第二定律．