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  两个实验又说明了什么?
 

第一个实验:

       条件:把实验用的板面没有定滑轮的一端抬起,足以使小车自己就向下运动。

       实验:在有定滑轮的一端挂上10克重的砝码,放开小车,结果小车必然用一定的时间通过板面全程。换上20克的再试,只不过速度更快了,但是,小车的加速度绝对超不过重力加速度。这是为什么呢?

       第一,小车的车轮周长是一定的,它的转速再快,也必须用板面长度除以车轮周长除以转速,小车的轮子越小,相同拉力作用下,用的时间就越长。第二,当砝码重量远远大于小车重量时,小车车轮来不及转动而被一下子“拉飞”。第二种情况实验时基本是不采用的(有人是用的,理由是减小拉力与摩擦力的百分比),所以不予讨论。那么,第一种呢,人们普遍忽视了它,认为阻碍运动的摩擦力已经不存在了,就只剩下“质量”了,拉力除了拉着“质量”在运动别没有其他的“东西”(因素)。因此,就断定了“质量”是影响运动状态改变的原因之一。寒门的实验有意识地让小车自己就能在斜面上运动了,按理论讲,小车不但受到了砝码的拉力,还受到了重力在平行板面方向上向下的分力,其合力比起平行板面方向上拉力来不仅没小反而大了,但是,大了也得“走完”全程。假如把小车换成滑块,道理也是一样的。

       读了许多关于改进“牛二实验”装置的文章,大部分人都是采取让一端抬高的办法,若是纯粹为了演示,这个办法不算不好,但是,若是通过它就证明“质量参与”就不能说是严谨了。首先说一下抬高的“度”,按理论计算,倾角的正切值等于动摩擦因数就“平衡掉”摩擦力了,那么,动摩擦因数到底多大呢?不准确!这是最大的难题,谁也没有办法知道。于是,人们就说:用手轻轻推一下小车,看到小车能作匀速运动就可以了。那么,为什么必须“轻轻推一下”呢?为什么小车又停止运动了呢?实际上,在具体实验时,确实只达到了“基本”平衡——就是没有平衡——就是摩擦力还比平行板面向下的重力的分力大!这个难题只有理论上成立但没有人能解决!在此种前提下,如果拉力不变,质量增加一倍,F2合—F1合=mg(sina--cosau)一定小于0,就是说,在这种前提下的实验,早就人为地把质量大的实验的合力减小了,质量大的运动速度改变的慢还不是应该的吗?按照“力是改变物体运动状态的原因”理论,假如平面上有两个条件完全相同的静止物体,在水平直线方向上的拉力都等于最大静摩擦力,当给其中一个再施加0.00001N的力时,它一定改变静止状态,这十万分之一牛的力很小了,但,它在理论上确实能改变物体的运动状态。

        两个具有相对运动或相对运动趋势的物体之间的摩擦力是不可能没有的,人们只能减小摩擦力而不能让摩擦力不存在,因此,用抬高板面一端平衡摩擦力的方法是“理想化”的自欺欺人的方法(诚然,这里边存在一种可能,就是正巧平衡掉了摩擦力,但是,人是永远无法知道的)。汽垫导轨与磁悬浮列车的设计原理相似,人们只能减小摩擦力。谁敢说:我现在正好平衡掉了摩擦力?!

    寒门分析的这些因素,看来可以忽略,但是,有一点必须注意:整个实验系统的“数据”都是很小的,经不起“七折八扣”。

第二个实验

         条件:两个实验装置、毛巾一条、20克砝码5个、70克小车两个、50克砝码5个

         实验:将板面平放,其中一个板面上铺上毛巾,小车上放上20克砝码一个,另一端用细线挂连20克砝码;另一个板面,小车上放上50克砝码5个、20克砝码2个,另一端用细线挂连20克砝码。这样,铺毛巾的一组:总质量90克、拉力0.2N,另一组:总质量360克,拉力0.2N。

        现象:同时放开小车,反复数次,几乎每次质量大的稍快于质量小的。

        说明:这个实验用的拉力相同,但不知道两组的摩擦力是否相等,从而也就不知道合力是否相等,但是,有一点是肯定的:在施加的外力相同的条件下,决定物体运动状态改变快慢的原因是摩擦力而不是质量。这个“摩擦力”难道不是很值得重视吗?

           假如您能在平直的土路上拉着50千克的物体加速跑,那么,您一定相信自己能够拉着500千克的物体在冰面上跑得更快。

    摩擦力是平面运动最大的“杀手”,千万不可忽略它!

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  Post  by  寒门学士 发表于 2006-3-9 19:56:41

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