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DSE 物理|運動學 備課指引(導師用)|v-t 圖、加速度與停車距離

DSE 物理|運動學 備課指引(導師用)|v-t 圖、加速度與停車距離

  • 2026-11-01

學生識背 v = u + at,但一見圖表就問「面積代表咩」。這一堂要把圖、式和文字描述綁在一起:斜率是加速度,面積是位移,兩者都只是同一件事的三種講法。

本堂目標 學生能夠:① 由 v-t 圖的斜率讀出加速度、由面積算出位移;② 把停車距離拆成反應距離與煞車距離;③ 講出 (u+v)/2 只在勻加速時成立,並用 v² 解釋為何車速加倍距離四倍。

01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)

以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:

技能 快檢題 過關標準
速率與速度 速率有方向嗎 速度有,速率沒有
斜率 直線的斜率怎樣求 縱向變化 ÷ 橫向變化
單位換算 72 km/h 等於多少 m/s 20 m/s

02 課堂流程(60 分鐘)

時間 環節 導師做什麼 學生做什麼
0–8 分 溫故:s-t 與 v-t 兩種圖各看什麼 學生指出分別
8–20 分 斜率=加速度 0 加速至 10 m/s 說出斜率數值
20–32 分 面積=位移 三角形面積法 算出 25 m
32–44 分 停車距離 反應 + 煞車兩段 算出 56 m
44–54 分 答題格式 已知 → 式 → 代入 → 單位 改寫一段答案
54–60 分 離場檢查 三題收回即批 獨立完成

03 講解腳本(照著說就可以)

第一幕:v-t 圖:斜率就是加速度

由 0 開始、加速度 2.0 m/s²,5 秒後速度 10 m/s。v-t 圖的斜率=加速度,線下面積=位移:½ × 5 × 10 = 25 m。
同一段運動畫成 s-t 圖是一條向上彎的曲線,不是直線——這點要學生自己畫一次。

要學生做:把 0–5 秒每 1 秒的速度列成表,再畫圖,用面積覆核答案。

第二幕:三段煞車距離:反應、煞車、總和

反應時間 0.8 s 內車仍然以 20 m/s 行,走了 16 m。之後 a = −5 m/s²,t = 20 ÷ 5 = 4 s,距離 = 20² ÷ (2 × 5) = 40 m。合共 56 m。

比較:車速加倍,煞車距離由 40 m 變 160 m(四倍),這一步要學生自己算,才會信 v² 的力量。

第三幕:平均速度:只有勻加速才可以平均

全程 25 m、5 s,平均速度 5 m/s;初速 0、末速 10,算術平均亦是 5——只因為加速度恆定。若中途速度不規則,兩個數就不同。

提醒:答題寫「因為是勻加速,所以可用 (u+v)/2」,這一句是得分位。

04 必教題型與步驟

題型 例子 步驟 答案
讀圖 由 v-t 圖求位移 分格數面積 25 m
計算 末速度 v = u + at 10 m/s
計算 停車距離 反應 + 煞車兩段 56 m
解釋 為何車速加倍距離四倍 v² 出現在分子 160 m
合理性檢查(一定要教):單位要先統一:km/h 除 3.6 變 m/s。時間軸下方的面積是反向位移,要當負值。減速時 a 取負號,代入公式不要自行改符號。

05 獨立練習三題

題目 答案 想觀察什麼
2.0 m/s² 加速 5 s 的位移 25 m ½at²
20 m/s、反應 0.8 s 的總停車距離 56 m 16 + 40
車速加倍後的煞車距離 160 m 與 v² 成正比

06 學生常見錯誤與糾正句

錯誤 學生通常這樣寫 導師這樣說
km/h 直接代入 72 km/h 當 72 m/s 「72 除 3.6 才是 m/s,唔除就差三倍半。」
把 v-t 圖當 s-t 圖讀 說斜率是速度 「v-t 圖斜率是加速度,面積才是位移。」
漏掉反應距離 只答 40 m 「未踩掣之前車一樣行,0.8 秒已經走 16 米。」
平均速度亂用 變加速度時用 (u+v)/2 「只有勻加速才可以這樣平均,否則要用總距離除總時間。」

07 家課建議(直接指到練習卷題號)

08 離場檢查(最後 5 分鐘)

題目 答案 判定
2.0 m/s² 加速 5 s 的位移 25 m 三題全對=可進力與牛頓定律
20 m/s 的總停車距離 56 m 錯一題=下堂重講分段
v-t 圖線下面積代表什麼 位移 錯兩題以上=回到第一幕

09 導師常問

一定要畫圖嗎?

要。DSE 力學圖表題幾乎每年出現,畫圖是拿分手段,不是輔助。

反應距離為何不計入煞車?

反應時間內車未減速,是勻速段,所以要分開兩段算。

負面積怎樣處理?

代表反方向位移,相加時要帶負號,最後取絕對值講「距離」。

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