Question

某同学用图1实验装置验证质量一定时系统的加速度与合外力的关系．小车内盛有沙子，沙桶和沙桶内沙子的总质量记为m，小车及车内沙子的总质量记为M，在实验中保持m与M之和不变．将沙桶和沙桶内沙子总重力视为系统所受合外力F，先通电源，再释放纸带，系统加速度a由纸带计算得到；该同学从车子中取出一些沙子，放入沙桶中，改变F的大小，重复多次，测得多组（a，F）．

次数	1	2	3	4	5	6
a/（m/s2）	0.5	0.74	1.01	1.24	1.48	1.75
mg/（N）	0.1	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35

①该同学在实验中缺了一个必要步骤是

 

．
②通过表格中的数据在图2中画出a-F图象，利用图象求出M+m=

 

kg．
③该实验研究的对象是

 

，所受的合外力是

 

．

Answer 1

分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．
作出a-F图线应该采用描点法拟合呈一条倾斜的直线，根据牛顿第二定律结合图象求出系统总质量．

解答：解：①为了将沙桶和沙桶内沙子总重力视为系统所受合外力F，实验前应该平衡摩擦力．
②采用描点法作出a-F图象，

在实验中保持m与M之和不变，该同学从车子中取出一些沙子，放入沙桶中，将沙桶和沙桶内沙子总重力视为系统所受合外力F，
根据牛顿第二定律得M+m=

△F

△a

=

0.35-0

1.75-0

=0.2kg
③该实验研究的对象是小车及车内沙子和沙桶及沙桶内沙子，即M+m，所受的合外力是沙桶和沙桶内沙子总重力，即mg．
故答案为：①平衡摩擦力
②如图，0.2
③M+m，mg

点评：教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．
实验的图象描绘，物理结合数学的应用都值得注意．