Question

【題目】如圖所示的實驗裝置可以探究加速度與物體質量、物體受力的關系。小車上固定一個盒子，盒子內盛有沙子。沙桶的總質量(包括桶以及桶內沙子質量)記為m，小車的總質量(包括車、盒子及盒內沙子質量)記為M。驗證在質量不變的情況下，加速度與合外力成正比：先平衡摩擦力之后，掛上沙桶，從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，稱量并記錄沙桶的總重力mg，將該力視為合外力F，對應的加速度a則從打下的紙帶中計算得出。多次改變合外力F的大小，每次都會得到一個相應的加速度。本次實驗中，桶內的沙子取自小車中，故系統(tǒng)的總質量不變．以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出a－F圖象，圖象是一條過原點的直線。

①你認為把沙桶的總重力mg當作合外力F是否合理？答：________。(填“合理”或“不合理”)

②本次實驗中，是否應該滿足M>>m這樣的條件？

答：________(填“是”或“否”)。理由是：。

③打點計時器使用的交流電頻率f=50Hz。下圖是某同學在正確操作下獲得的一條紙帶，A、B、C、D、E每兩點之間還有4個點沒有標出。寫出用s1、s2、s3、s4以及f來表示小車加速度的計算式：a= 。根據紙帶所提供的數據，算得小車的加速度大小為 m/s2（結果保留兩位有效數字）。

Answer 1

【答案】 合理 否　因為實驗的研究對象是整個系統(tǒng)，系統(tǒng)受到的合外力就等于mg 0.60

【解析】①因為實驗的研究對象是整個系統(tǒng)，系統(tǒng)受到的合外力就等于mg，當作合外力F是合理的；
②因為實驗的研究對象是整個系統(tǒng)，系統(tǒng)的合外力就等于所懸掛沙桶的重力mg，不必滿足Mm這樣的條件。

③由題意可知，兩計數點之間得時間間隔為： ，根據勻變速直線運動推論： ， ，加速度的平均值為： ，聯立以上可得： ，代入數據解得：a=0.60m/s2。