阿特伍德机器 — 牛顿连接体第二定律
1·预测
两个不相等的质量悬挂在滑轮上。当系统运行时，其加速度是加快、减慢还是保持恒定？
- 加速度随时间增加
- 加速度保持恒定
- 加速度随着时间的推移而减小
2·设置
- 打开阿特伍德机器模拟并按重置。
- 在较重的物体上启用速度探头。
- 对于下面的每个试验，按“播放”，在列出的经过时间处暂停 sim，并记录探头的速度读数。
3·收集数据
| 重质量 m2 (kg) | 轻质量 m₁ (kg) | 经过时间t (s) | 预测加速度a (m/s²) | 重物所受合力 F (N) | 测量速度v (m/s) |
|---|---|---|---|---|---|
| 5.00 | 3.00 | 0.40 | |||
| 5.00 | 3.00 | 0.80 | |||
| 5.00 | 3.00 | 1.20 |
绘制测得速度v（y轴）相对经过时间t（x轴）的关系图。最佳拟合直线的斜率即为系统的加速度。
4·分析
- 写出计算过程，求出系统的预测加速度a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂)，并将其与v–t图斜率进行比较。
- 每次测量的速度与预测速度 v = at 的匹配程度如何？关系是线性的吗？引用表格中的数字。
5·扩展
- 公式a = (m₂ − m₁)g/(m₁ + m₂)假设滑轮无质量、无摩擦，且绳不可伸长。这些理想化假设中，哪一个对你的测量结果影响最大？为什么？
- 预测若两个质量相等（m₁ = m₂），系统的加速度会怎样变化。用公式说明你的推理。
这个实验背后的物理原理
阿特伍德机器加速
将牛顿第二定律应用于两个悬挂质量会给出单个系统加速度，该加速度取决于质量差，而不是单独的质量。
牛顿第二定律
较重质量上的净力等于其质量乘以系统的共享加速度——与您上面预测的加速度相同。