Question

在验证牛顿第二定律的试验中,为什么重物的质量要远小于小车的质量?

Answer 1

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解才能得到,而且每改变一次小车的质量必须重新计算一次,也增加了实验的运算难度.因此,为了使实验中的运算简化,在实验原理上进行了近似处理.
以小车和沙桶为研究对象,根据牛顿第二定律,得mg-T=ma,T=ma即
mg=（m+M）a
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m、M分别为小桶(包括桶里面的沙子)和小车(包括车上面的砝码)的质量,解之得a=ma/（m+M）
T=mg ma=mg/（1-m/M）
当时,有.M》》m
在具备的前提下,绳子的拉力T约等于沙桶及其沙子的总重力mg.在这一条件下,小车所受的合外力近似等于小桶及沙子的总重力mg.这样小车所受的合外力也就可以直接通过测量得出.从而简化了实验的数据运算,并且对实验结果的影响很小.