运动图形

如何从运动图读出速率与距离

用它从距离-时间图或速率-时间图求速率、加速度或距离。

开始之前

  1. 从图上读取坐标
  2. 使用梯度公式(纵向变化)÷(横向变化)
  3. 三角形和长方形的面积

何时使用

用它从距离-时间图或速率-时间图求速率、加速度或距离。

步骤

  1. 先辨明你拿到的是哪种图:距离-时间还是速率-时间。
  2. 求斜率时取两个清楚的点,算(纵向变化)÷(横向变化)。
  3. 距离-时间图上斜率是速率;速率-时间图上是加速度。
  4. 求速率-时间图上的所行距离,算线下的面积。
  5. 把面积分成三角形与长方形再相加。

例题

一个速度–时间图是从 (0 s, 0 m/s) 到 (10 s, 30 m/s) 的直线。求加速度和所走的距离。

  1. 图画的是速度对时间,所以是速度–时间图。
  2. 选两个清楚的点 (0, 0) 和 (10, 30)。梯度 = (30 − 0) ÷ (10 − 0) = 3。
  3. 在速度–时间图上,梯度就是加速度,所以加速度 = 3 m/s²。
  4. 求所走距离,就求线下的面积。线与坐标轴围成一个三角形。
  5. 面积是一个三角形:½ × 底 × 高 = ½ × 10 × 30 = 150。

第二个例题(略有变化)

现在旅程有两个阶段,所以线下的面积要分成一个三角形加一个长方形。 在速度–时间图上,一辆巴士在前 5 s 从 0 加速到 20 m/s,然后以稳定的 20 m/s 行驶到 15 s。

求所走的总距离。

  1. 图画的是速度对时间,所以是速度–时间图。
  2. (第一阶段的梯度是 (20 − 0) ÷ (5 − 0) = 4 m/s²,即加速度。)
  3. 求总距离,就求整条线下的面积。
  4. 把面积分成 0 到 5 s 的三角形和 5 到 15 s 的长方形。
  5. 三角形 = ½ × 5 × 20 = 50;长方形 = 10 × 20 = 200;相加:50 + 200 = 250。

你可能需要的公式

Distance between two points (考试提供)
Distance = √(x2−x1)2 + (y2−y1)2
考试提供
Average speed (考试提供)
Average speed = Total distance / Total time
考试提供
Gradient (two points) (考试提供)
m = (y2−y1)/(x2−x1)
考试提供
Gradient (intercepts) (考试提供)
m = −(y-intercept)/(x-intercept)
考试提供

公式页面

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常见问题

怎么分辨距离–时间图和速度–时间图?

看纵轴的标签。若显示距离(或位移),就是距离–时间图,梯度给出速度;若显示速度,就是速度–时间图,梯度给出加速度。

动手前先看清坐标轴。

在距离–时间图上,线下的面积有意义吗?

没有。线下的面积只在速度–时间图上有用,代表所走的距离。

在距离–时间图上,距离直接从纵轴读出,梯度用来求速度。不要在距离–时间图上求面积。

如果速度–时间的线向下倾斜怎么办?

向下倾斜表示物体在减速,所以梯度为负,代表减速度。线下的面积仍是所走的距离,始终取正值。

照常算梯度即可,负号表示速度在下降。

一对一学习从运动图读出速率与距离

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