Question

如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系（摩擦力已平衡）。小车上固定一个盒子，盒

如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系（摩擦力已平衡）。小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子。沙桶的总质量（包括桶以及桶内沙子质量）记为m，小车的总质量（包括车、盒子及盒内沙子质量）记为M。 （1）验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力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．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．在本次实验中，如果沙桶的总重力mg与Mg相比非常接近时，获得的实验数据是否会和理论预期产生较大差异？答： .（填“会”或“不会”）理由是 ．（2）验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．用图象法处理数据时，以加速度a为纵横，应该以 为横轴．

Answer 1

（1）不会；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　　（2）

试题分析：（1）本实验是以沙桶、小车和沙子组成的系统为研究对象的，将车内的沙子移到桶中，就保证了系统的总质量（ ）不变。对小车有： ，对沙桶有： ，两式联立解得： ，若以整个系统为研究对象，则系统的合外力就等于所悬挂沙桶的重力mg，所以不必满足 这样的条件，故在本次实验中，如果沙桶的总重力mg与Mg相比非常接近时，获得的实验数据不会和理论预期产生较大差异。 （2）仍以整个系统为研究对象，向小车内添加或去掉部分沙子，量改变系统的总质量 ，而系统的合外力仍等于所悬挂沙桶的重力mg，从而保证了合外力不变，故用图象法处理数据时，以加速度a为纵横，应该以 为横轴。