◎ 题目

如图所示的实验装置可以验证牛顿第二定律，小车上固定盒子，盒子内一个盛有沙子． （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，增当作合外力F是否合理？答：______（填“合理”或“不合理”） ③本次实验中，是否应该满足悬挂的沙桶总质量一定要远远小于小车（包括盛沙的盒及盒 内的砂）的总质量？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，故系统的所受的合外力不变．用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以哪一个质量的倒数为横轴？ A．小车质量、盒子及盒内沙子质量之和 B．小车质量、盒子及盒内沙子与悬挂的沙桶（包括桶与桶内的沙）质量之和 答：______（填“A”或“B”）

◎ 答案

（1）①将车内的沙子转移到桶中，就保证了M+m不变，即系统的总质量不变，研究对象是整个系统，a= F M+m = mg m+M ， 可见a-F图象斜率的物理意义是 1 M+m ，即系统的总质量倒数（小车、盒子及盒内沙子、悬挂的桶以及桶内沙子质量之和倒数） ②把沙桶的总重力，当作合外力F是合理的． ③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，所以不需要满足满足悬挂的沙桶总质量一定要远远小于小车（包括盛沙的盒及盒 内的砂）的总质量． （2）向小车内添加或去掉部分沙子，是改变系统的总质量M+m，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M+m倒数为横轴，即小车质量、盒子及盒内沙子与悬挂的沙桶（包括桶与桶内的沙）质量之和．故选B． 故本题答案为：（1）①系统的总质量倒数（小车、盒子及盒内沙子、悬挂的桶以及桶内沙子质量之和倒数），②合理 ③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 （2）B

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示的实验装置可以验证牛顿第二定律，小车上固定盒子，盒子内一个盛有沙子．（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…”主要考查了你对  【实验：探究加速度与力、质量的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。