师：同学们好。
生：老师好，同学们好。
师：请坐。前两天我的朋友圈和微博都被 11 月 11 号刚刚落幕的珠海航展刷屏了，尤其是首次配备了我国自主研发矢量发动机的歼 10 战机，网友们纷纷赞叹：“厉害了，我的国！”接下来，我们一起来看一下战斗机表演的空中芭蕾。
（播放视频后）
师：好，这些战斗机在空中运动的姿态非常灵活，运动状态改变得很快，这说明它们具有很大的加速度，对吧？大家知道为什么矢量发动机能够产生这么大的加速度吗？今天我们就来研究加速度跟哪些因素有关。当然，战斗机在空中的运动非常复杂，所以今天我们先从最简单的平面直线运动开始研究。
比如说，这里有两个小车通过细线与钩码连接，我给蓝色小车悬挂两个钩码，给红色小车悬挂 4 个钩码，同学们猜哪一个小车的加速度会更大？为什么觉得是红色小车？因为大家觉得加速度的大小可能跟力有关。很好，那接下来请一位同学上来验证一下同学们的猜想是否正确。这位男同学，你来，绕到这边来，我帮你挂勾码。好，现在你让这两个小车同时由静止开始释放，我叫开始的时候你就松手，好吗？
师：好，开始。咦，蓝色的小车似乎有点故障。没关系，我们确定它的初始状态。好，重新开始。诶，似乎出现了跟刚才同学们猜想不一样的结果。不着急，我想请一个同学起来说一下，你通过观察什么得出刚才哪一个小车的加速度更大？没有同学说吗？我提示一下，通过观察它们在相同时间内谁到达……
师：通过观察加速度大小，所以你得到的结论是谁的加速度比较大？那为什么会出现跟刚才同学们猜想不符合的情况呢？你离得最近，你知道是什么原因吗？
生：我觉得应该是因为这不是理想状态。在这个平板上，可能有摩擦力的影响。
师：还有没有同学有别的想法？你来。
生：可能是那个小车上有压力，我觉得这个小车有问题。
师：好，请回座位。大家看，红色小车上放了两个很大的钩码，所以这两个小车的什么不一样？
生：质量。
师：同学们通过刚才这个实验可以猜想，加速度的大小可能不仅跟力有关，还有可能跟什么因素有关？
生：质量。
师：非常好，那今天我们就来定量研究加速度跟力还有质量的关系。
师：接下来，请同学们思考，刚才这个小实验能不能科学地说明加速度跟力的关系？
生：不能。
师：为什么呢？我想请一个同学起来回答。如果是你，现在要研究加速度跟力的关系，你会怎么设计实验方案？你来。
生：首先，我会选择一个质量为 m 的物体，先用大小为 F 的力来拉它，接着做第二次实验，用 2F 的力来拉它，看看与第一次相比它的加速度有什么变化。然后，我会在它上面再加一个质量为 m 的物体，用 F 的力拉它，就可以探究加速度与质量的关系。
师：所以你把两个方案都表达了，对吧？如果要研究加速度跟力的关系，按照你刚才的说法，其实就是保持哪一个量不变，然后去改变谁？
生：保持质量不变，改变力。
师：非常好，这就是这位同学阐述的观点。如果要研究加速度跟质量的关系，就是你刚才说的第二个方案，对吧？其实就是要保持力不变，然后去改变质量。非常好，请坐。
师：那么接下来，我们要根据这位同学提供的实验方案，进一步思考怎样利用桌上的器材测量出物体的质量、力以及加速度。比如说，我们先思考第一个问题，怎样测量物体的质量？用什么实验仪器？
生：弹簧测力计。
师：弹簧测力计是测力的还是测质量的呀？
生：测力。
师：对了，我问的是怎么测量物体的质量。
生：用天平。
师：对了，非常好，我们应该用天平来测量物体的质量。
师：现在各位桌上有小木块和小车，如果是你，你会选择木块还是小车作为研究对象？
生：小车。
师：为什么呢？找个同学起来说一下。你来。
生：小车的滚动摩擦力更小一些，而木块直接滑动，摩擦力大，对实验结果造成的误差也会更大。
师：很好，如果小车能够不受摩擦力，是不是更能简化我们的问题？但事实上，世界上没有绝对光滑、不受摩擦力的物体。那么，我们可不可以考虑用某种方式，比如找到一个力来平衡掉摩擦力，从而让物体等效于不受摩擦力呢？同学们思考一下，有想法吗？
生：把轨道斜起来，用小车重力的分力来抵消摩擦力。
师：同学们觉得他的方案可行吗？
生：可行。
师：好，请坐。为了进一步简化研究的问题，我们可以通过倾斜轨道，利用小车重力的下滑分力来平衡摩擦力。这位同学说得非常好。接下来第二个问题，怎样测量力 F 呢？同学们可以参考刚才课前的小实验，怎样测量拉动小车的力 F？你来。
生：知道钩码的质量，就可以利用钩码的重力近似测得力 F。
师：很好，请坐。接下来第三个问题，怎样测量加速度？首先同学们要思考，加速度是直接测量还是间接计算的？
生：间接计算。
师：我们在第一章学了很多运动学公式可以计算加速度，同学们小组讨论一下，打算用哪一个运动学公式来计算加速度？