Question

如圖11－4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)盛有砂子，砂桶的總質(zhì)量(包括桶以及桶內(nèi)砂子質(zhì)量)記為m，小車的總質(zhì)量(包括小車、盒子及盒內(nèi)砂子質(zhì)量)記為M.

圖11－4

(1)驗(yàn)證在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力成正比：從盒子中取出一些砂子，裝入砂桶中，稱量并記錄砂桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對(duì)應(yīng)的加速度a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)的砂子取自小車中，故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變．以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出a­F圖象，圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線．

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

②你認(rèn)為把砂桶的總重力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)砂子質(zhì)量m不變，在盒子內(nèi)添加或去掉一些砂子，驗(yàn)證加速度與質(zhì)量的關(guān)系．本次實(shí)驗(yàn)中，桶內(nèi)的砂子總質(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a為縱軸，應(yīng)該以________的倒數(shù)為橫軸．

Answer 1

解析：(1)將車內(nèi)的砂子轉(zhuǎn)移到桶中，就保證了M＋m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)，a＝＝，可見a­F圖象斜率的物理意義是.系統(tǒng)的合外力就等于所懸掛砂桶的重力mg，不必滿足M≫m這樣的條件．

(2)向小車內(nèi)添加或去掉部分砂子，是改變系統(tǒng)的總質(zhì)量M＋m，而系統(tǒng)的合外力仍等于所懸掛砂桶的重力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M＋m倒數(shù)為橫軸．

答案：(1)①�、诤侠怼、鄯�，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mg

(2)M＋m