Question

【题目】如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，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.

（1）实验前必须进行的操作有______

A、调节定滑轮高度使细绳与长木板平行

B、打点计时器接直流电源

C、长木板有定滑轮一端垫起一定角度平衡摩擦力

D、长木板有打点计时器一端垫起一定角度平衡摩擦力

(2)验证在质量不变的情况下，加速度与合力成正比．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．

（3）①a－F图象斜率的物理意义是____________．

②你认为把砂桶的总重力mg当做合力F是否合理？

答：__________．(选填“合理”或“不合理”)

③本次实验中，是否应该满足Mm这样的条件？

答：__________(选填“是”或“否”)；

(4)验证在合力不变的情况下，加速度与质量成反比．保持桶内砂子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些砂子，验证加速度与质量的关系．本次实验中，桶内的砂子总质量不变，故系统所受的合力不变．用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以__________的倒数为横轴．

Answer 1

【答案】（1）AD； (3)①； ②合理； ③否； (4)

【解析】

实验要保证拉力等于小车受力的合力，要平衡摩擦力，细线与长木板平行，将长木板靠近打点计时器的一端垫起一定的角度平衡小车的摩擦力；该实验研究的对象为系统，保持系统质量不变，沙桶的重力等于系统所受的合力，改变重力即可改变系统所受的合力，从而可探究加速度与合力的关系；保持桶内沙子质量m不变，即保持系统所受的合力不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，即改变系统的质量，所以研究加速度与质量的关系时，该质量应为系统的质量；

解：(1) A、调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于合力，故A正确；

B、打点计时器应接交流电源，不是接直流电源，故B错误；

CD、将长木板靠近打点计时器的一端垫起一定的角度平衡小车的摩擦力，不是将长木板有定滑轮一端垫起一定的角度平衡小车的摩擦力，故D正确，C错误；

故选AD；

(3)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，，可见aF图象斜率的物理意义是，系统的合外力就等于所悬挂沙桶的重力mg，不必满足这样的条件；

(4)向小车内添加或去掉部分沙子，是改变系统的总质量M+m，而系统的合外力仍等于所悬挂沙桶的重力mg，保证了合外力不变；所以用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以为横轴；