Question

【題目】如圖所示的實驗裝置可以驗證牛頓運動定律，小車上固定一個盒子，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(包括車、盒子及盒內(nèi)砂子質(zhì)量)記為M.

（1）實驗前必須進行的操作有______

A、調(diào)節(jié)定滑輪高度使細繩與長木板平行

B、打點計時器接直流電源

C、長木板有定滑輪一端墊起一定角度平衡摩擦力

D、長木板有打點計時器一端墊起一定角度平衡摩擦力

(2)驗證在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合力成正比．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，將該力視為合力F，對應(yīng)的加速度a則從打下的紙帶中計算得出．多次改變合力F的大小，每次都會得到一個相應(yīng)的加速度．本次實驗中，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．

（3）①a－F圖象斜率的物理意義是____________．

②你認為把砂桶的總重力mg當做合力F是否合理？

答：__________．(選填“合理”或“不合理”)

③本次實驗中，是否應(yīng)該滿足Mm這樣的條件？

答：__________(選填“是”或“否”)；

(4)驗證在合力不變的情況下，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，驗證加速度與質(zhì)量的關(guān)系．本次實驗中，桶內(nèi)的砂子總質(zhì)量不變，故系統(tǒng)所受的合力不變．用圖象法處理數(shù)據(jù)時，以加速度a為縱軸，應(yīng)該以__________的倒數(shù)為橫軸．

Answer 1

【答案】（1）AD； (3)①； ②合理； ③否； (4)

【解析】

實驗要保證拉力等于小車受力的合力，要平衡摩擦力，細線與長木板平行，將長木板靠近打點計時器的一端墊起一定的角度平衡小車的摩擦力；該實驗研究的對象為系統(tǒng)，保持系統(tǒng)質(zhì)量不變，沙桶的重力等于系統(tǒng)所受的合力，改變重力即可改變系統(tǒng)所受的合力，從而可探究加速度與合力的關(guān)系；保持桶內(nèi)沙子質(zhì)量m不變，即保持系統(tǒng)所受的合力不變，在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子，即改變系統(tǒng)的質(zhì)量，所以研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，該質(zhì)量應(yīng)為系統(tǒng)的質(zhì)量；

解：(1) A、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行，否則拉力不會等于合力，故A正確；

B、打點計時器應(yīng)接交流電源，不是接直流電源，故B錯誤；

CD、將長木板靠近打點計時器的一端墊起一定的角度平衡小車的摩擦力，不是將長木板有定滑輪一端墊起一定的角度平衡小車的摩擦力，故D正確，C錯誤；

故選AD；

(3)將車內(nèi)的沙子轉(zhuǎn)移到桶中，就保證了M+m不變，即系統(tǒng)的總質(zhì)量不變，研究對象是整個系統(tǒng)，，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沙桶的重力mg，不必滿足這樣的條件；

(4)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M+m，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，以加速度a為縱軸，應(yīng)該以為橫軸；