Question

如圖實－3－12所示的實驗裝置可以探究加速度與物體質量、物體受力的關系．小車上固定一個盒子，盒子內盛有沙子．沙桶的總質量(包括桶以及桶內沙子質量)記為m，小車的總質量(包括車、盒子及盒內沙子質量)記為M.

圖實－3－12
(1)驗證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，對應的加速度a則從打下的紙帶中計算得出．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，桶內的沙子取自小車中，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a－F圖象，圖象是一條過原點的直線．
①a－F圖象斜率的物理意義是________________________________________．
②你認為把沙桶的總重力mg當作合外力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)驗證在合外力不變的情況下，加速度與質量成反比：保持桶內沙子質量m不變，在盒子內添加或去掉一些沙子，驗證加速度與質量的關系．本次實驗中，桶內的沙子總質量不變，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為縱橫，應該以______倒數為橫軸．

Answer 1

(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于mg
(2)M＋m

(1)將車內的沙子轉移到桶中，就保證了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a－F圖象斜率的物理意義是，系統的合外力就等于所懸掛沙桶的重力mg，不必滿足M?m這樣的條件．
(2)向小車內添加或去掉部分沙子，是改變系統的總質量M＋m，而系統的合外力仍等于所懸掛沙桶的重力mg，保證了合外力不變．