牛顿第二定律实验,为什么物体的重力不等于绳子拉力

Question

桌面边缘有一个定滑轮 定滑轮下面挂着个 沙桶沙子 然后绳子另一端系在一辆小车上 并且绳子与支持面平行 为什么沙桶沙子的重力不等于绳子对小车的拉力？
支持面可以水平

Answer 1

在小车静止时或者是在匀速运动时才有绳子拉力等于沙桶重力，这应该很好理解，当然这不太可能岀现，除非小车的轮子卡死，只要绳子有力存在，这个力就会让小车运动起来，这时小车与沙桶一起运动，由于连接的绳子是不可伸长的。所以他们是一根绳上的蚂蚱，速度与加速度时刻一致。而他们运动的动力来源是沙桶的重力，根据F=ma,沙桶的重力即F,而m则是沙桶与小车的质量之和.就有了m(沙)*g=【m(沙)+m(车)】*a,a就是小车与沙桶的共同加速度。而绳子的拉力就是为了拉小车才产生的，所以绳子拉力为 m(车)a。而由上面的公式可知a比g小，所以才有你所说的现象。

Answer 2

绳子对小车的拉力和小车对绳子的拉力是一对作用力与反作用力，即是可把你的问题转化为沙桶沙子的重力不等于小车对绳子的拉力。解释：若沙桶沙子的重力等于小车对绳子的拉力，则沙桶处于二力平衡状态，那么沙桶会静止不动或者作匀速直线运动。但实际上沙桶有向下的加速度，作向下的变速运动，所以以静止或者作匀速直线运动情况矛盾，所以沙桶沙子的重力不等于绳子对小车的拉力。（这是本人个人见解，难免会有不足之处）

Answer 3

因为小车做的不是匀速直线运动，它有向下的加速度即其所受合外力不为零而是竖直向下的，所以绳子对沙桶拉力不等于沙桶重力，而绳子对小车拉力等于绳子对沙桶拉力，所以绳子对车拉力不等于沙桶重力。

Answer 4

可以简单一点的想，沙桶沙子的重力使沙桶和小车一起产生a，绳子对小车的拉力使得小车产生a，F=ma，因为a是相同的，而沙桶和小车的质量和不等于小车的质量（这也是实验中沙桶沙子的质量要远小于小车质量的原因），所以两个力不相等。

Answer 5

有两种角度可以分析：
一是形象角度，沙桶在下落的过程中存在失重状态,所以它本身的重力并不等于拉绳子的力，也就是不等于绳子对小车的拉力。
二是抽象角度，巧妙用几次牛二公式可以推导出来。（在这里不多说了,你们老师应该有帮你们推导过）