如图11-4所示的实验装置可以验*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...
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如图11-4所示的实验装置可以验*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(包括小车、盒子及盒内砂子质量)记为M.
图11-4
(1)验*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则从打下的纸带上计算得出.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aF图象,图象是一条过原点的直线.
①aF图线斜率的物理意义是___________________________.
②你认为把砂桶的总重力mg当做合外力F是否合理?答:________.(填“合理”或“不合理”);
③本次实验中,是否应该满足M≫m这样的条件?答:________(填“是”或“否”);
理由是________________________________________________.
(2)验*在合外力不变的情况下,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*加速度与质量的关系.本次实验中,桶内的砂子总质量不变,故系统所受的合外力不变.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.
【回答】
解析:(1)将车内的砂子转移到桶中,就保*了M+m不变,即系统的总质量不变,研究对象是整个系统,a==,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砂桶的重力mg,不必满足M≫m这样的条件.
(2)向小车内添加或去掉部分砂子,是改变系统的总质量M+m,而系统的合外力仍等于所悬挂砂桶的重力mg,保*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M+m倒数为横轴.
*:(1)① ②合理 ③否,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)M+m
知识点:牛顿第二定律
题型:实验,探究题
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