力学
反向力
观察方块受反向力作用后逐渐减速、停止,随后反向运动。
反向力——交互式力学模拟。观察方块受反向力作用后逐渐减速、停止,随后反向运动。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室,提供实时 SI 测量和分步引导教程。
合外力与减速
当某力与运动方向相反时,合外力小于任一单独的分力,物体减速。
此木块向右运动,却受到向左的外力。合外力是所有力的矢量和,因此木块减速、停止,甚至反向——这是牛顿第二定律中各力相互抵消的具体实例。
- 合力 F_net = ΣF
- 加速度 a = F_net / m
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面:探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
向右移动的方块会被相反方向的恒定力拉动。随着时间的推移,它的运动会发生什么变化?
预测权重
- 它减慢速度并永久停止
- 它减速、停止,然后加速向相反方向移动
- 它短暂减速,然后继续以恒定的速度降低
可变角色
您设置的内容:
- 质量 m (kg)
- 初速度 v₀ (m/s)
- 反作用力F (N)
您测量的内容:
- 初始动量 p = mv (kg·m/s)
- t = 4 秒时的速度 (m/s)
调查如何进行
- 打开「对立力量:牛顿第二定律和动量(opposing-forces)」预设并按重置。
- 启用模块上的速度探头。
- 对于每次试验,设置块的初始速度,按“播放”,使用时间线在 t = 4 秒处暂停,并记录速度读数。
控制方程
势头 — p = m·v
在相反的力作用之前,块的质量和初始速度决定了其动量。
牛顿第二定律 — F = m·a
恒定的反作用力除以质量就得到了块的恒定减速度,这就是减慢、停止并最终逆转它的原因。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 展示您计算一次试验的初始动量 p = mv 的工作。
- 使用 a = F/m,预测每次试验 t = 4 秒时块的速度,并将其与表格进行比较。物块是否仍在沿原来的方向移动、暂时静止或向后移动?
这在实验室之外的地方表现出来
- 如果木块的质量增加一倍,而相反的力保持不变,那么它需要更长或更短的时间才能停止吗?使用 F = ma 进行解释。
- 在真实表面上滑动的真实块也会感受到摩擦力。摩擦力会使木块停止的时间会比理想模拟预测的早还是晚?
- AP Physics 1 — Unit 2: Force and Translational Dynamics
- AP Physics C: Mechanics — Unit 2: Force and Translational Dynamics
- IB Physics — A.2 Forces and momentum
- General High School Physics — Forces & Newton's laws
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Middle School Physical Science — Force, mass, and motion
- 欢迎学习对抗力
- 选择木块
- 点击播放
- 逐渐减速
- 打开数据
- 完成了!
打开交互式模拟以构建场景,点击运行,并通过实时测量和引导式教程进行探索。