验证牛顿第二定律时为什么不把M和m看成一个整体可是摩擦力已被平衡了

Question

验证牛顿第二定律时为什么不把M和m看成一个整体
可是摩擦力已被平衡了

Answer 1

这个实验的目的是要验证牛顿第二定律,也就是说想要分析出F、M、a三者间的关系.其实,可以把m和M看成整体去分析.
如果把M和m看成一个整体的话,就要对M和m的系统分析,将M和m所组成的系统作为研究对象.此时要研究的是系统所受的合外力F、（M+m）、a之间的关系.
对M和m系统分析：mg=（m+M）a①
可得：a=mg/(m+M)
如果隔离小车分析：T+Mgsinα-f=T=Ma②（当然前提是已经平衡了小车运动时所受的滑动摩擦力,通常是将木板倾斜一定的倾角以实现平衡小车下滑时所受的摩擦力）
由①②可得：T=mMg/((m+M))=mg/(1+m/M)
实验中往往是满足m远小于M,所以此时T≈mg
也就是说：对小车分析时,加速度a的准确值是a=mg/(m+M)
而我们实验时,得出的a=mg/M
这其实是一种近似,条件是m远小于M.
那么既然满足m远小于M的条件,那么实验时就可以直接利用结论,按照教科书上实验的原理,只研究小车,这样一来可以简化实验,方便测量,从而得出结论!
补充：也就是说这个实验原理中本就用到了整体法、隔离法,只是在计算时取了近似解法,是利用了m远小于M条件下的结论.可以用整体法分析!
以上是我的理解.受到楼主的启发,又认真思考了一下,觉得可以把m和M看成整体,只是当m远小于M时,可以近似!