为什么要平衡摩擦力并垫高木板?原理是什么
关于实验原理,这主要是运用了控制变量法。我们先保持小车质量不变,研究加速度与拉力的关系;然后再保持拉力不变,改变小车质量,研究加速度与质量的关系,而平衡摩擦力是确保拉力等于合外力的前提。
关于实验原理,这主要是运用了控制变量法。我们先保持小车质量不变,研究加速度与拉力的关系;然后再保持拉力不变,改变小车质量,研究加速度与质量的关系,而平衡摩擦力是确保拉力等于合外力的前提。
很多初学者容易忽略“合外力”这个概念,其实平衡摩擦力的本质就是为了消除重力沿斜面向下的分力对实验的干扰,这样绳子的拉力才能真正代表小车受到的净动力。如果不垫高木板抵消摩擦,画出的a-F图像就不会过原点,会有截距,这对验证牛顿第二定律的影响很大。
这解释有点太简略了,虽然提到了控制变量法,但核心逻辑没说透。平衡摩擦力的本质其实是为了消除重力沿斜面的分力对实验的干扰。如果不垫高木板,绳子拉力还得先抵消摩擦力,剩下的才是合外力,这样F=ma里的F就不准确了。垫高木板让重力分力抵消摩擦力,这样细绳拉力才近似等于小车受到的合外力,后续探究加速度与力、质量关系时才成立。