对立力量：牛顿第二定律和动量
1·预测
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？
- 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
2·设置
- 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。
3·收集数据
| 质量 m (kg) | 初速度 v₀ (m/s) | 反作用力F (N) | 初始动量 p = mv (kg·m/s) | t = 4 秒时的速度 (m/s) |
|---|---|---|---|---|
| 1.00 | 4.00 | 2.00 | ||
| 1.00 | 6.00 | 2.00 | ||
| 1.00 | 8.00 | 2.00 |
绘制t = 4秒时的速度（y轴）相对初速度v₀（x轴）的关系图。
4·分析
- 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？
5·扩展
- 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？
这个实验背后的物理原理
势头
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
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。