庖丁巧解牛

　　知识·巧学·升华

　　一、实验探究：加速度与力、质量的关系

　　1.科学猜想

　　物体所获得的加速度，由它的质量和它所受的合外力共同决定。

　　2.实验案例设计

　　如图6-2-1所示，在水平木板上放置一辆小车。小车的前端系上细绳，细绳的另一端跨过定滑轮并挂一个质量很小的重物。小车的尾部挂上一条纸带，纸带穿过打点计时器。实验时，将小车从某一位置静止释放，小车在绳子拉力作用下做匀加速直线运动。利用纸带上打出的点便可算出小车的加速度。

图6-2-1

　　3.使小车做匀加速运动的力与重物的重力是否相等？

　　在上述实验案例中，小车做匀加速度直线运动，重物通过绳与小车相连也做匀加速直线运动，它在竖直方向上受到重力与绳的拉力，由于其不是平衡状态，故不满足平衡条件，二力的大小不相等，小车受到的拉力与绳施加给重物的力大小相等，所以使小车做匀加速运动的力与重物的重力并不相等。但当小车的质量比重物的质量大得多时，二力可以近似相等。

　　正确理解小车所受的恒力，如图6-2-2所示，放在粗糙水平面上的物体受到的合力是否为F呢？若物体放在倾角为θ的斜面上，恰能匀速下滑，此时再加一个沿斜面向下的拉力F，如图6-2-3所示，此时物体受到的合力为F吗？

图6-2-2　　　　　　　　　　　　　　　图6-2-3

　　很显然，在图6-2-2中，物体由于还要受到摩擦力作用，合力不是F；而在图6-2-3中因为物体已经可以匀速度下滑，由牛顿第一定律可知，物体所受合力为零，因此，再加一个力F就是物体受到的合力大小。

　　4.平衡摩擦力

　　探究加速度与力、质量的关系时，这个力最好是物体所受的合外力，故进行探究实验时应先平衡掉摩擦力。平衡的方法是：将木板连接打点计时器的一端垫高到一个合适的角度，将连有纸带的小车在上面轻轻一推恰能匀速下滑为止。

　　二、牛顿第二运动定律

　　1.内容

　　物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。

2.公式