Question

某同學用圖1實驗裝置驗證質量一定時系統的加速度與合外力的關系．小車內盛有沙子，沙桶和沙桶內沙子的總質量記為m，小車及車內沙子的總質量記為M，在實驗中保持m與M之和不變．將沙桶和沙桶內沙子總重力視為系統所受合外力F，先通電源，再釋放紙帶，系統加速度a由紙帶計算得到；該同學從車子中取出一些沙子，放入沙桶中，改變F的大小，重復多次，測得多組（a，F）．

次數	1	2	3	4	5	6
a/（m/s2）	0.5	0.74	1.01	1.24	1.48	1.75
mg/（N）	0.1	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35

①該同學在實驗中缺了一個必要步驟是

 

．
②通過表格中的數據在圖2中畫出a-F圖象，利用圖象求出M+m=

 

kg．
③該實驗研究的對象是

 

，所受的合外力是

 

．

Answer 1

分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．
作出a-F圖線應該采用描點法擬合呈一條傾斜的直線，根據牛頓第二定律結合圖象求出系統總質量．

解答：解：①為了將沙桶和沙桶內沙子總重力視為系統所受合外力F，實驗前應該平衡摩擦力．
②采用描點法作出a-F圖象，

在實驗中保持m與M之和不變，該同學從車子中取出一些沙子，放入沙桶中，將沙桶和沙桶內沙子總重力視為系統所受合外力F，
根據牛頓第二定律得M+m=

△F

△a

=

0.35-0

1.75-0

=0.2kg
③該實驗研究的對象是小車及車內沙子和沙桶及沙桶內沙子，即M+m，所受的合外力是沙桶和沙桶內沙子總重力，即mg．
故答案為：①平衡摩擦力
②如圖，0.2
③M+m，mg

點評：教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
實驗的圖象描繪，物理結合數學的應用都值得注意．