质量码_在验证牛顿第二定律实验为什么要保证槽码质量m远远小于小车质量M?...

在验证牛顿第二定律实验中,要保证槽码总质量m远远小于小车的质量M,为什么要这样?

在“验证牛顿第二定律”实验中要求测量物体所受合外力和物体的总质量,而且对这两个物理量越容易测量越好.通过“等效法”的阐述我们已经知道,绳子对小车的拉力即为物体所受的合外力,而这个合外力还必须经过一系列的求...在验证牛顿第二定律实验中的目是:探究加速度a与合外力F和质量M的关系。在此实验中,小车的加速度由打点计时器可得出,小车的质量可以由天平测出,小车所受的合外力如何得到呢?由受力分析得出

在牛顿第二定律的实验中,如下图,我们是把槽码的重力mg当作小车所受的合外力F,在平衡了摩擦力后,小车所受的合外力等于细绳上的拉力,那细绳上的拉力等于槽码的重力吗?答案是否定的,不相等。要保证尽可能相等,条件是M远远大于m。

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数学证明如下:

以小车、托盘和槽码为系统分析,由牛顿第二定律:

mg=(M+m)a

设细线上的拉力为F,对小车分析,由牛顿第二定律:

F合=Ma

以上两式可得F合=Mmg/(M+m)

化简得,从结果可知,要使F合≈mg,需要保证M»m。

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