Question

如圖所示，小明和小芳兩位同學(xué)設(shè)法估測一輛停在水平路面上的載貨小車的總質(zhì)量，小明同學(xué)將家用臺(tái)秤垂直壓在貨物表面，用水平力推臺(tái)秤，可使小車做勻速運(yùn)動(dòng)或勻加速運(yùn)動(dòng)，小芳用停表測小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，想一想，他們還需要什么測量工具？需要測量些什么物理量？怎么測？試通過測量量計(jì)算出小車與貨物的總質(zhì)量．（請?jiān)O(shè)計(jì)兩種方案）

Answer 1

他們還需要卷尺．                                        
方法一：1⁰小明先推小車設(shè)法讓車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，測出此時(shí)的推力F₁
2⁰小明用更大的恒力推小車讓它做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，測出此時(shí)的推力F₂．小芳同時(shí)記下該運(yùn)動(dòng)的初位置和末位置，用卷尺測出位移S，測出這段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t．                                     
3⁰計(jì)算：車與地面的摩擦力f=F₁
加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由：S=

1

2

at2；算出a=

2s

t2

由牛頓第二定律：F₂-F₁=ma；所以m=

F2-F1

a

=

(F2-F1)?t2

2s

方法二：1⁰小明先推小車設(shè)法讓車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，測出此時(shí)的推力F，小芳同時(shí)記下這段勻速運(yùn)動(dòng)的初位置和末位置，用卷尺測出位移S₁，并測出這段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t₁．                                             
2⁰ 小明撤去推力，讓小車減速滑行，小芳同時(shí)記下這段減速滑行直到停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t₂．                                           
3⁰計(jì)算：車與地面的摩擦力f=F
勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度：v1=

s1

t1

；即為減速滑行的初速度          
減速滑行時(shí)由牛頓第二定律：f=ma；即：-F=m

0-v1

t2

所以：m=

Ft2

v1

=

Ft1t2

s1

方法三：1⁰小明先推小車設(shè)法讓車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，測出此時(shí)的推力F
2⁰ 小明撤去推力，讓小車減速滑行，小芳同時(shí)記下這段減速滑行運(yùn)動(dòng)的初位置和末位置，用卷尺測出位移S及這段減速滑行直到停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t．                                               
3⁰計(jì)算：車與地面的摩擦力f=F
減速滑行時(shí)，由逆向思維：-S=

1

2

at2；算出a=

-2s

t2

減速滑行時(shí)由牛?二：f=ma；即：-F=m

-2s

t2

所以：m=

Ft2

2s

．