Question

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（摩擦力已平衡）。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。

（1）验证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．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．
在本次实验中，如果沙桶的总重力mg与Mg相比非常接近时，获得的实验数据是否会和理论预期产生较大差异？
答：       .（填“会”或“不会”）理由是                       ．
（2）验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．用图象法处理数据时，以加速度a为纵横，应该以       为横轴．

Answer 1

（1）不会；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）

解析试题分析：（1）本实验是以沙桶、小车和沙子组成的系统为研究对象的，将车内的沙子移到桶中，就保证了系统的总质量（）不变。对小车有：，对沙桶有：，两式联立解得：，若以整个系统为研究对象，则系统的合外力就等于所悬挂沙桶的重力mg，所以不必满足这样的条件，故在本次实验中，如果沙桶的总重力mg与Mg相比非常接近时，获得的实验数据不会和理论预期产生较大差异。
（2）仍以整个系统为研究对象，向小车内添加或去掉部分沙子，量改变系统的总质量，而系统的合外力仍等于所悬挂沙桶的重力mg，从而保证了合外力不变，故用图象法处理数据时，以加速度a为纵横，应该以为横轴。
考点：本题考查探究加速度与物体质量、物体受力的关系，意在考查考生对牛顿第二定律的理解及应用图象处理数据的能力和基本实验方法的迁移能力。