Question

如图所示的实验装置可以验证牛顿第二定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有砂子．砂桶的总质量（包括桶以

如图所示的实验装置可以验证牛顿第二定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有砂子．砂桶的总质量（包括桶以及桶内砂子质量）记为m，小车的总质量（包括车、盒子及盒内砂子质量）记为M．验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比．从盒子中取出一些砂子，装入砂桶中，称量并记录砂桶的总重力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，桶内的砂子取自小车中，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．（1）a-F图象斜率的物理意义是1M+m1M+m．（2）你认为把砂桶的总重力mg当作合外力F是否合理？答：______．（填“合理”或“不合理”）

Answer 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）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，当作合外力F是合理的．
故答案为：（1）

1

M+m

　（2）合理