(2008•山东模拟)如图所示的实验装置可以验证牛顿第二定律,小车上固定盒子,盒子内一个盛有沙子.

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  • 解题思路:(1)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.

    (2)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.

    (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把沙桶的总重力,当作合外力F是合理的.

    ③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,所以不需要满足满足悬挂的沙桶总质量一定要远远小于小车(包括盛沙的盒及盒 内的砂)的总质量.

    (2)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M+m倒数为横轴,即小车质量、盒子及盒内沙子与悬挂的沙桶(包括桶与桶内的沙)质量之和.故选B.

    故本题答案为:(1)①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)B

    点评:

    本题考点: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系.

    考点点评: 解决本题的关键知道该实验研究的对象是系统,保证系统质量不变,改变合力,可探究加速度和合力的关系.保持合力不变,改变系统质量,可探究加速度与质量的关系.