A-F图像有纵截距:F=0,a≠0.
①G1>Ff,G1-Ff>0(实质:tanα>μ)word/media/image1.gif
长木板倾角过大。
作实验图
A-F图像有横截距:F≠0,a=0.
G1
长木板倾角过小。
● 论证在以上两个实验中必须使:m《M
①定性分析:我们原来是这样设想的:让砝码的重量充当小车的加速度,即mg=Ma,但是在小车运动的同时砝码也要运动,所以这个重力不但给小车提供了加速度,也给了砝码同样的加速度,所以应改为:mg=(m+M)a,所以当M远大于m时,两个a近似相等。
②定量分析: 我们的目标是要证明:当m《M时,F=mg。
怎么证明呢?
在重力的下滑分力与摩擦力平衡后,先分析小车的受力情况:
小车:F=Ma→a=F/M;
砝码盘:G-F=ma→G-F=m*(F/M)
得到:F=Mmg/M+m=mg/1+m/M
好,我们要证明的是:F=mg,所以他前面的系数1/(1+m/M)必须为1
也就是说1+m/M必须为1,m/M必须为0.它怎么就为0了?
有同学说让分子为0,可以吗?不行。因为m=0还怎么拉小车呢?
分母为0,可以吗?也不行。想想初中学过的欧姆定律,为什么电线不能短路,一定的电压除以为0 的电阻,得到的电流为多少?电流是无穷大!所以电线就会被烧断。所以M为0,得到的值不是0,而是无穷大。
所以我们怎么办?让分子无穷小,分母无穷大。就好像我们有一分钱,分给13亿人,每个人分多少?是不是几乎为0.
对,所以当m远小于M时,F很接近mg.
A-1/M图像先直线再往下弯:a=F/M=mg/M+m
当m很小时,a可以近似认为与m成正比;
当m不太小时,a同时受分子与分母的m影响,与m成非线性变化关系。
竞赛专题PPT:《质量如何影响力的分配》
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