等速直線運動

國中物理有符號速度恆定且無加速度的一維運動

拖曳推車以改變其起始位置。按下「播放」後,推車會沿著尺移動。

-120-90-60-3003060901206.0 m/s初始位置67.2048.62.530511.47.5-7.210位置 (m)時間(秒)
目前設定

關於此實驗

位置-時間圖呈直線,表示速度恆定。將手推車往任一方向移動,改變其起始位置,並比較有符號位移與總路程。圖表和刻度尺的單位都是公尺,因此,直線越陡表示速率越大,而不是動畫播放得更快。

學習目標

  • 在控制其他變數的同時,探討時間如何影響位置。
  • 使用圖表和數值讀數來檢驗預測。
  • 說明物理假設,以及此模型不再適用的情況。

使用方法

  1. 1將速度設為 6 m/s,時間設為 4 s。確認位移是否為 24 m。
  2. 2儲存一條用於比較的曲線,然後反轉速度方向。說明斜率的變化。
  3. 3將速度設為零並改變初始位置。為什麼直線是水平的?
  4. 4執行掃描,並比較刻度尺上相等的時間間隔。

模型

等速度運動的位置
路程為非負數

假設

  • 手推車是直線軌道上的質點。速度由設定值指定並保持恆定。
  • 標尺使用從 -120 m 到 120 m 的固定刻度。負位置表示原點的另一側。

在課堂上試試這個實驗

  1. Q1以 -3 m/s 的速度移動 8 s,位移和路程分別是多少?
  2. Q2推車向右移動時,位置可以是負數嗎?請說明。

常見問題

速度為負代表正在減速嗎?

不是。它表示沿負方向移動。這裡的速率保持不變。

為什麼改變原點會使整條直線移動?

初始位置會在每個時刻加上相同的偏移量。它不會改變斜率或位移。