跳到正文
IGCSE·Tuition
工具

运动与能量图像探索器

课堂上你能读懂速率-时间图,但面对只有几个点的空白图,却不确定先算什么。

本页内容
  1. 怎么使用?
  2. 示例演示
  3. 怎么看结果?
  4. 有哪些限制?
  5. 哪些课程能帮你理解结果?

你输入的所有内容只保存在此设备上,不会发送给我们。

这个工具接收直线型速率-时间或速度-时间图像的转折点,求出每一段的 斜率(加速度)和下方的 面积。然后汇总路程,若是速度图则求位移。如果加入质量,它还会给出起点和终点的动能。

它遵循决定大部分分数的两条规则:斜率是加速度,面积是路程或位移。

怎么使用?

  1. 输入数据点,每行一个,格式为“时间, 数值”,时间单位秒,数值单位 m/s。例如第一行写 “0, 0”,第二行写 “5, 10”。
  2. 时间要递增。 相邻的点以直线相连。
  3. 选择纵轴表示什么: 速率(没有方向)或速度(负值表示相反方向)。
  4. 需要动能时输入质量(kg),否则留空。
  5. 按 分析图像。按 重置 恢复起始数据。

示例演示

工具一打开是 0, 0 和 5, 10,类型为速率。表格显示一段,从 0 到 5 s,加速度 2 m/s²,面积 25 m。

总路程 25 m,用时 5 s,平均速率 5 m/s。因为纵轴是速率,工具提示无法求位移。

加上 2 kg 的质量。动能起点为 0 J,终点为 ½ × 2 × 10² = 100 J,变化 100 J。

现在改成速度,输入三个点:0, 0,然后 4, 8,然后 8, -8。第 1 段加速度 2 m/s²,面积 16 m。第 2 段在 4 s 内从 8 变到 -8 m/s,所以加速度是 -4 m/s²,净面积是 0 m。

物体在第 2 段中途折返,也就是这一段开始后 2 s。工具在穿过零线处把这一段拆开,所以这一段的路程是 16 m,总路程是 8 s 内 32 m。位移是 16 + 0 = 16 m,方向向前。

怎么看结果?

  • 加速度一栏: 每段的斜率,单位 m/s²。负值表示速率或速度在减小。
  • 面积一栏: 速率数据显示为路程,速度数据显示为带正负的面积。
  • 总路程和平均速率: 路程除以总时间。
  • 位移一行: 仅限速度图,负值表示最终位置在起点后方。

有哪些限制?

只支持点与点之间的直线段,所以曲线图需要用一组点来近似。速率不能为负,输入负值时工具会提醒你。

只有速率的数据永远求不出位移的方向。对照课本答案前,先确认单位是秒和 m/s,并到 Cambridge 科目页面核对课程要求。

哪些课程能帮你理解结果?

先看 求一段的速率 和 比较路程-时间图与速率-时间图。再读 由斜率求加速度、速率-时间图下的面积 和 位移与总路程。如果你常混淆路程和位移,可看 相关的诊所页面。

动能与 追踪能量储存 相关。更多题目在 运动与图像练习,而 读图检查清单 适用于任何图像。其余工具见 工具页面。

当这套做法在较难的图像上还是出错时,我们的老师团队可以陪你一起处理。请看 线上一对一物理补习 了解运作方式。

常见问题

这里的路程和位移有什么区别?

路程把每一块面积都按正数相加,算的是走过的全部距离。位移是位置的净变化,所以时间轴下方的面积算负数。位移只能由速度求得,因为速率没有方向。

为什么速率数据不能求位移?

速率只说明多快,不说明往哪个方向。同一张速率-时间图,可能是物体远离后又返回,也可能是朝一个方向匀速前进,所以位置的净变化无法求出。

为什么时间必须递增?

每一段都需要正的时长,才能得到斜率和面积。如果时间重复或倒退,该段时长为零或负数,工具会请你修正。

动能是怎么求的?

如果输入质量,工具会在第一个点和最后一个点用动能 = ½mv² 计算,并显示变化量。请确认单位是 kg 和 m/s,这样得到的单位是焦耳。

更新于:

下一步

如果图像有好几段时斜率和面积还是常常搞反,老师可以陪你做自己的图,建立一套在限时下也稳定的做法。

一小时付费试听课,按所安排老师确认的收费,RM80 起。 其他费用、时间安排及后续课程,在试听课后由家长与老师直接确认。

补习由家长或监护人安排。用 WhatsApp 把这页发给他们,他们就可以替你咨询。

是家长或监护人?在这里咨询

已通过我们的服务帮助 9,000+ 名学生