Question

【题目】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。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。验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：先平衡摩擦力之后，挂上沙桶，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。本次实验中，桶内的沙子取自小车中，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a－F图象，图象是一条过原点的直线。

①你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理？答：________。(填“合理”或“不合理”)

②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：。

③打点计时器使用的交流电频率f=50Hz。下图是某同学在正确操作下获得的一条纸带，A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出。写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式：a= 。根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为 m/s2（结果保留两位有效数字）。

Answer 1

【答案】 合理 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 0.60

【解析】①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，当作合外力F是合理的；
②因为实验的研究对象是整个系统，系统的合外力就等于所悬挂沙桶的重力mg，不必满足Mm这样的条件。

③由题意可知，两计数点之间得时间间隔为： ，根据匀变速直线运动推论： ， ，加速度的平均值为： ，联立以上可得： ，代入数据解得：a=0.60m/s2。