同类实验的拓展与创新例3如图实－4－10所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有砂子。砂桶的总质量包括桶以及桶内砂子质量记为m，小车的总质量包括车、盒子及盒内砂子质量记为M。
图实－4－101验证在质量不变的情况下，加速度与合力成正比。从盒子中取出一些砂子，装入砂桶中，称量并记录砂桶的总重力mg，将该力视为合力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
f砂子取自小车中，故系统的总质量不变。以合力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。
①a－F图象斜率的物理意义是______________________________________________。②你认为把砂桶的总重力mg当做合力F是否合理？答：__________。选填“合理”或“不合理”③本次实验中，是否应该满足Mm这样的条件？答：__________选填“是”或“否”；理由是_________________________________________________________________。2验证在力不变的情况下，加速度与质量成反比。保持桶及桶内砂子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些砂子，验证加速度与质量的关系。本次实验中，桶内的砂子总质量不变，故系统所受的合力不变。用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以______的倒数为横轴。解析1将车内的砂子转移到桶中，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＝MF＋合m＝Mm＋gm，可见a－F图象斜率的物理意义是M＋1m，系统的合力就等于所悬挂砂桶的重力mg，不必满足Mm这样的条件。2向小车内添加或去掉部分砂子，是改变系统的总质量M＋m，而系统的合力仍等于所悬挂砂桶的重力mg，保证了合力不变。答案1①M＋1m②合理③否因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合力就等于mg2M＋m
fr