学生识背 v = u + at,但一见图表就问“面积代表什么”。这一堂要把图、式和文字描述绑在一起:斜率是加速度,面积是位移,两者都只是同一件事的三种讲法。
本堂目标 学生能够:① 由 v-t 图的斜率读出加速度、由面积算出位移;② 把停车距离拆成反应距离与刹车距离;③ 讲出 (u+v)/2 只在匀加速时成立,并用 v² 解释为何车速加倍距离四倍。
01 先备知识(开课前 3 分钟快检)
以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:
| 技能 |
快检题 |
过关标准 |
| 速率与速度 |
速率有方向吗 |
速度有,速率没有 |
| 斜率 |
直线的斜率怎样求 |
纵向变化 ÷ 横向变化 |
| 单位换算 |
72 km/h 等于多少 m/s |
20 m/s |
02 课堂流程(60 分钟)
| 时间 |
环节 |
导师做什么 |
学生做什么 |
| 0–8 分 |
温故:s-t 与 v-t |
两种图各看什么 |
学生指出分别 |
| 8–20 分 |
斜率=加速度 |
0 加速至 10 m/s |
说出斜率数值 |
| 20–32 分 |
面积=位移 |
三角形面积法 |
算出 25 m |
| 32–44 分 |
停车距离 |
反应 + 刹车两段 |
算出 56 m |
| 44–54 分 |
答题格式 |
已知 → 式 → 代入 → 单位 |
改写一段答案 |
| 54–60 分 |
离场检查 |
三题收回即批 |
独立完成 |
03 讲解脚本(照着说就可以)
第一幕:v-t 图:斜率就是加速度
由 0 开始、加速度 2.0 m/s²,5 秒后速度 10 m/s。v-t 图的斜率=加速度,线下面积=位移:½ × 5 × 10 = 25 m。
同一段运动画成 s-t 图是一条向上弯的曲线,不是直线——这点要学生自己画一次。
要学生做:把 0–5 秒每 1 秒的速度列成表,再画图,用面积复核答案。
第二幕:三段刹车距离:反应、刹车、总和
反应时间 0.8 s 内车仍然以 20 m/s 行,走了 16 m。之后 a = −5 m/s²,t = 20 ÷ 5 = 4 s,距离 = 20² ÷ (2 × 5) = 40 m。合共 56 m。
比较:车速加倍,刹车距离由 40 m 变 160 m(四倍),这一步要学生自己算,才会信 v² 的力量。
第三幕:平均速度:只有匀加速才可以平均
全程 25 m、5 s,平均速度 5 m/s;初速 0、末速 10,算术平均亦是 5——只因为加速度恒定。若中途速度不规则,两个数就不同。
提醒:答题写“因为是匀加速,所以可用 (u+v)/2”,这一句是得分位。
04 必教题型与步骤
| 题型 |
例子 |
步骤 |
答案 |
| 读图 |
由 v-t 图求位移 |
分格数面积 |
25 m |
| 计算 |
末速度 |
v = u + at |
10 m/s |
| 计算 |
停车距离 |
反应 + 刹车两段 |
56 m |
| 解释 |
为何车速加倍距离四倍 |
v² 出现在分子 |
160 m |
合理性检查(一定要教):单位要先统一:km/h 除 3.6 变 m/s。时间轴下方的面积是反向位移,要当负值。减速时 a 取负号,代入公式不要自行改符号。
05 独立练习三题
| 题目 |
答案 |
想观察什么 |
| 2.0 m/s² 加速 5 s 的位移 |
25 m |
½at² |
| 20 m/s、反应 0.8 s 的总停车距离 |
56 m |
16 + 40 |
| 车速加倍后的刹车距离 |
160 m |
与 v² 成正比 |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 |
学生通常这样写 |
导师这样说 |
| km/h 直接代入 |
72 km/h 当 72 m/s |
“72 除 3.6 才是 m/s,不除就差三倍半。” |
| 把 v-t 图当 s-t 图读 |
说斜率是速度 |
“v-t 图斜率是加速度,面积才是位移。” |
| 漏掉反应距离 |
只答 40 m |
“未踩掣之前车一样行,0.8 秒已经走 16 米。” |
| 平均速度乱用 |
变加速度时用 (u+v)/2 |
“只有匀加速才可以这样平均,否则要用总距离除总时间。” |
07 家课建议(直接指到练习卷题号)
08 离场检查(最后 5 分钟)
| 题目 |
答案 |
判定 |
| 2.0 m/s² 加速 5 s 的位移 |
25 m |
三题全对=可进力与牛顿定律 |
| 20 m/s 的总停车距离 |
56 m |
错一题=下堂重讲分段 |
| v-t 图线下面积代表什么 |
位移 |
错两题以上=回到第一幕 |
09 导师常问
一定要画图吗?
要。DSE 力学图表题几乎每年出现,画图是拿分手段,不是辅助。
反应距离为何不计入刹车?
反应时间内车未减速,是匀速段,所以要分开两段算。
负面积怎样处理?
代表反方向位移,相加时要带负号,最后取绝对值讲“距离”。
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