Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui : 1) ada atau tidaknya perbedaan pengaruh model ARIAS dan ARCS terhadap kemampuan kognitif  siswa pada materi Gerak Lurus; 2) ada atau tidaknya perbedaan pengaruh motivasi belajar siswa kategori tinggi, sedang, dan rendah terhadap kemampuan kognitif siswa pada materi Gerak Lurus; dan 3) ada atau tidaknya interaksi pengaruh antara penerapan model pembelajaran dengan motivasi belajar siswa terhadap kemampuan kognitif siswa pada materi Gerak Lurus.
Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas X MIPA di SMA Negeri 2 Surakarta. Sampel yang terpilih adalah kelas X MIPA 1 dan X MIPA 2 dengan teknik pengambilan sampel cluster random sampling. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan desain faktorial 2x3. Pengumpulan data dilaksanakan dengan teknik angket untuk data motivasi belajar siswa dan teknik tes untuk data kemampuan kognitif siswa. Analisis data menggunakan uji ANAVA dua jalan dengan frekuensi sel tak sama, kemudian dilanjutkan dengan uji komparasi ganda menggunakan metode Scheffe’ dengan taraf signifikasi 0,05.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa : 1) ada perbedaan pengaruh yang signifikan antara model ARIAS  dan ARCS terhadap kemampuan kognitif siswa (Fa=4,799 > F0,05;1;56= 4,016). Pembelajaran dengan menggunakan model ARIAS memberikan pengaruh lebih baik terhadap kemampuan kognitif siswa daripada pembelajaran dengan menggunakan model ARCS; 2) ada perbedaan pengaruh antara motivasi belajar siswa kategori tinggi, sedang, dan rendah terhadap kemampuan kognitif siswa (Fb=5,606>F0,05;2;56=3,166). Motivasi belajar siswa kategori tinggi memberikan pengaruh terhadap kemampuan kognitif hampir sama dengan motivasi belajar siswa ketegori sedang. Motivasi belajar siswa ketegori tinggi dan sedang memberikan pengaruh terhadap kemampuan kognitif lebih baik daripada motivasi belajar siswa kategori rendah; dan 3) tidak ada interaksi pengaruh antara penerapan model pembelajaran  dengan motivasi belajar siswa terhadap kemampuan kognitif siswa (Fab=0,456