牛顿第二定律

高中物理固定质量的物体在无阻力情况下从静止开始，受到恒定的水平合力

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关于此实验

牛顿第二定律将原因，合力，与结果，加速度联系起来。对小车施加带正负号的水平力，并比较不同质量下的力-加速度直线。箭头表示合力的方向，而读数则预测经过所选时间后的运动。

学习目标

在控制其他变量不变的情况下，探究合力如何影响加速度。
使用图表和数值读数来检验预测。
说明物理假设，以及该模型不再适用的情况。

使用方法

1将质量保持为3 kg。将力从6 N增至12 N，比较加速度。
2选择“加速度”，保存曲线，然后将质量加倍至 6 kg。在相同的力下比较斜率。
3施加一个负方向的力。说明速度和位移的正负号。
4将合力设为零。模型预测这辆最初静止的小车会怎样运动？

模型

a = F_{net} / m

合力决定加速度

v = a t, x = \frac{1}{2} a t^{2}

从静止开始的运动

假设

质量保持不变，小车从静止开始，输入的力是水平方向的合力。
重力与支持力在竖直方向上相互抵消。没有摩擦力和空气阻力。

在课堂上试试这个实验

Q1要使一辆质量为 4 kg 的小车以 2.5 m/s² 的加速度运动，需要多大的合力？
Q2在力不变时，质量加倍为什么会使加速度减半？

常见问题

这个力是施加的力，还是合力？

这是所有水平方向的力相加后的合力。此模型中没有阻力。

力为零是否总意味着速度为零？

不。合力为零意味着速度保持不变。这个特定模型从静止开始，因此力为零时速度也为零。