Question

（8分）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，對應(yīng)的加速度則從打下的紙帶上計算得出。多次改變合外力F的大小，每次都會得到一個相應(yīng)的加速度。本次實驗中，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，圖象是一條過原點的直線。
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本次實驗中，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，驗證加速度與質(zhì)量的關(guān)系。本次實驗中，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，以加速度為縱軸，應(yīng)該以____________的倒數(shù)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(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，研究對象是整個系統(tǒng)，，可見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，以加速度a為縱軸，應(yīng)該以倒數(shù)為橫軸。
考點：本題考查了控制變量法研究牛頓第二定律．