Question

高一物理题

善于用脑、勤于动手的小明和小芳两位同学在学习了科学漫步中"用动力学方法测质量"的短文后，设计了如下实验来估测一辆停在水平路面上的载货小车的总质量(如图所示)．

(1)小明同学将家用体重计压在货物表面，水平推小车使车做匀速直线运动，测出并记录此时的推力F1．
(2)小明同学将家用体重计压在货物表面，用更大的水平恒力推小车让它做初速度为零的匀加速运动，测出并记录此时的推力F2．小芳同时记下该运动的初位置和末位置，用卷尺测出位移S，并用秒表测出这段运动的时间t。
已知家用体重计的质量为m．试通过他们测量的量计算出小车与货物的总质量M．

请老师们将规范的答案帮助我搜索到或者写出来，谢谢

Answer 1

在（1）中小车、货物、体重计组成的系统在水平方向受到小明的推力F1和摩擦力f
又由于（1）中小车在水平方向做匀速直线运动，所以f=F1

在（2）中，由于总质量和路面情况没有改变，所以摩擦力f不便，仍为f
小车在水平方向受力为F2-f，所以加速度为a=（F2-f）/（M+m）=（F2-F1）/（M+m）
由S=V0t+1/2at^2公示可知，在（2）S=1/2at^2 ==> a=2S/t^2
所以（F2-F1）/（M+m）=2S/t^2
可得M=（F2-F1）t^2/2S-m

Answer 2

第一步的目的是测量小货车的摩擦力（匀速直线运动时摩擦力等于推力）
第二步 先可以得到合力F合=F2—F1
再利用公式 0.5at^2=s 计算得到a=2s／t^2
公式 m=F／a 计算得到 M= （F2—F1）／（2s／t^2）=（F2—F1）t^2／2s
记得最后还要减去家用体重计的质量
小车与货物的总质量M=【（F2—F1）t^2／2s】—m

Answer 3

s=0.5*((F2-F1)/(M+m))*t^2
推导M=(F2-F1)*t^2/2s-m