mg-F′=ma,且F′=F,联立得F==。当M远大于m时,有F≈mg。如果钩码质量太大,和小车质量相差不多,那么F≠mg,此时再认为F=mg产生的误差就很大了。
[例1] 在"探究恒力做功和物体动能变化之间的关系"的实验中。
图212
(1)某同学的实验设计方案如图212所示,该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力,实验在安装正确、操作规范的前提下(已平衡摩擦力)进行,还需要满足的条件是:
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(2)实验中,除位移、速度外,还要测出的物理量有:________________________________
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(3)在上述实验中,打点计时器使用的交流电频率为50 Hz。某同学平衡摩擦力时打出的一段纸带如图213所示,则小车匀速运动时的速度大小为________m/s。(计算结果保留三位有效数字)
图213
[解析] (1)实验时应保证小车的质量远大于钩码的质量。因为当小车质量远大于钩码质量时,可认为小车所受拉力F的大小等于钩码重力。
(2)小车用细绳跨过滑轮与钩码连接,使小车在钩码的拉动下在木板上做由静止开始的匀加速运动,通过纸带信息,测出钩码下落的高度(小车的位移)及小车对应的速度,计算出拉力所做的功及小车具有的动能,分析比较,即可得出拉力做功与小车动能改变的关系。