課程名稱:路程與位移 編授教師: 中興國中 楊秉鈞 位置的描述 位置的描述: 位置的描述 (1)位置描述原則: 先選 參考點 (任選) 標示相對於參考點的 距離 與 方向 。 我的車子停在火車站的西方80 m 處 主體 參考點 距離方向 有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」 參考點 曉華用手指向一棟白色大樓, 主體 並向路人說:「那棟白色大樓就是了」 主體 位置的描述: 直線座標 ( 媒體:1 ) (2)以「座標」描述位置的方法:
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課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 2
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 3
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 4
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 5
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 6
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 7
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 8
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 9
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 10
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 11
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 12
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 13
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 14
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 15
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 16
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 17
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 18
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 19
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 20
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 21
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 22
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 23
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 24
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 25
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 26
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 27
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 28
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 29
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 30
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 31
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 32
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 33
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 2
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 3
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 4
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 5
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 6
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 7
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 8
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 9
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 10
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 11
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 12
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 13
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 14
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 15
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 16
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 17
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 18
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 19
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 20
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 21
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 22
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 23
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 24
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 25
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 26
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 27
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 28
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 29
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 30
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 31
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 32
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束
Slide 33
課程名稱:路程與位移
編授教師:
中興國中 楊秉鈞
位置的描述
位置的描述:
位置的描述
(1)位置描述原則:
先選 參考點 (任選)
標示相對於參考點的 距離 與 方向 。
我的車子停在火車站的西方80 m 處
主體
參考點
距離方向
有路人向曉華問路:「請問中興國中在哪裡?」
參考點
曉華用手指向一棟白色大樓, 主體
並向路人說:「那棟白色大樓就是了」
主體
位置的描述:
直線座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直線座標:用來描述 直線 上的物體,座標表示為 P(X)。
原點:參考點
右方座標為 正值(正向),左方座標為 負值(負向) 。
A 座標為:+2 cm ,表示距離原點 正 向 2 公分處
B 座標為:+3 cm ,表示距離原點 正 向 3 公分處
C 座標為:-2 cm ,表示距離原點 負 向 2 公分處
若改以 A 點為原點時:
B 座標為:+1 cm ; C 座標為:-4 cm 。
位置的描述:
直角座標
( 媒體:1 )
(2)以「座標」描述位置的方法:
直角座標:用來描述 平面 上的物體,座標表示為 P(X,Y)。
原點:參考點
可以方位及距離表示
A
C
Y
X
B
1, 3 ,C 位置 3 , 1 。
若以 B 為原點,A 位置 1, 3 ,C 位置 2 , 2 。
若以 C 為原點,A 位置 3 ,1 ,B 位置 2 , 2 。
若以 A 為原點,B 位置
位置的描述:
球面座標
(2)以「座標」描述位置的方法:
球面座標:用來描述 球面 上的物體,以 經度、緯度 表示。
經度:分東經、西經
緯度:分南緯、北緯
10月29日
中心位置 北緯15.6度
東經119.1度
●
路程與位移
路程與位移:
路程與位移
(1)意義區分:
路程:物體運動的路徑長(非向量)
位移:物體位置移動的直線距離與方向(向量)
(2)基本表示法:
路程:運動的路徑長度=路程
位移:由起點向終點作箭矢
位移的大小= 箭矢長度 。
位移的方向= 箭矢方向 。
說明:物體由甲沿黑粗線走至乙時:
路程
乙 ●
甲
乙
路程
位
移
甲●
路程與位移
(3)直線座標表示法:
路程:實際路徑長,恆正值。
位移: 位移大小:以終點座標減起點座標表示,可能負值。
0
X
A
甲
0
X
A
X
甲
X
B
乙
A
X
X X 2 X 1 終點座標 起點座標
B
乙
甲
0
X
B
位移方向:以位移的正、負值表示運動方向
(a)位移>0:表示朝 正 向運動
(b)位移<0:表示朝 負 向運動
起、終點位置不變
(c)位移=0:
。
乙
運動路徑
路程
位移
甲→乙
XB X
A
XB X
乙→甲
XB X
A
X
A
XB <0
X
A
X
甲→乙→甲
2( X B X A )
A
A
>0
=0
範例解說
4
4
1. 甲從 CA,路徑長=
cm;位移=
cm。
乙從 BO,路徑長=
cm;位移=
-3 cm。
3
8
丙從 OBC,路徑長=
cm;位移= -2
cm。
丁從 BOB,路徑長=
cm;位移=
cm。
6
0
戊從 CAO,路徑長=
cm;位移= 2
cm。
6
(1) X X 2 X 1 2 2 4 cm
( 2 ) X X 2 X 1 0 3 3 cm
L 3 cm
( 3 ) X X 2 X 1 2 0 2 cm
(4) X X 2 X 1 3 3 0
L 2 2 4 cm
L 3 3 2 8 cm
L 3 3 6 cm
( 5 ) X X 2 X 1 0 2 2 cm
L 2 2 2 6 cm
物若沿同一方向作直線運動而不折返 位移的大小=路徑長
範例解說
2.( A )附圖的道路是邊長100公尺的正六邊形,今甲由A沿順時鐘方
向走至E,乙由A沿逆時鐘方向走至E,則二人的位移與路程是
否相等? (A)位移相等,路徑不等 (B)位移不等,路程相等
(C)位移與路程均相等 (D)位移與路程均不等。
L甲
L乙
30
2
60
100
30
3m
50 3
3
100
60
1
正多邊形內角
( 媒體:1 、2)
( n 2 ) 180
n
L甲 400 m
( 6 L 2)200
180
m
乙
X 6100
3m
120
範例解說
3.由A點順時針繞著半徑為5公尺的圓形水池走四分之三圈,則:
位移 5 2 公尺,方向
和路徑長 23.55 公尺。
A
L 2 r
5 2
3
4
3
5
2
7 . 5 m 23 . 55 m
5
5
X 5
2m
45
2
45
5 2
1
1
45
5
45
5
範例解說
4.甲、乙、丙、丁四人靜立於操場,乙在甲的西方4公尺處,丙在乙
的北方6公尺處,丁在丙的東方10公尺處,則:
作出四人的位置簡圖?(並標示距離)
丁約在甲的哪個方向? 東北 方;二人相距
甲約在丙的哪個方向? 東南 方;二人相距
丙
乙
6
4
6
2 13
6
4
甲
2
2 13
公尺。
公尺。
丁
10
6
6 2
36 16
52 2 13
位置對時間圖
x-t
靜止時的 X-t 圖特徵
位置對時間圖 習慣以位置當 Y 軸 ,時間當 X 軸 。
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線
。
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
位移=5-5=0
路徑長=0
位置
5
5
5
5
5
5
時間
0
1
2
3
4
5
X
●
●
t
●
●
●
●
t
X
靜止時的 X-t 圖
位置對時間圖:
(1)物體靜止時:圖形呈 水平線 。
靜止的X-t 圖類型:位移與路徑長都是
X
X
。
X
t
物體靜止於
正向某位置時
0
t
物體靜止於
原點時
t
物體靜止於
負向某位置時
等速運動的 X-t 圖特徵
等速運動的位置對時間圖:
(2)物體等速運動時(X 隨 t 規律變化) 呈 斜直線
說明例: 一物體的位置與時間關係如下表
位置
-1
1 0
時間
0
1
1
1 1
1 2
1 2
1 3
1 3
1 4
1 4
1 5
每1秒走1公尺(等速運動);速率 1m/s
5
4 4
X
3
軌
2
跡
1
0
-1 -1 0
1
2
3
4
-2
位移=4-(-1)=5 m
。
t
5
路徑長=1+4=5 m
6
等速運動的 X-t 圖
等速的X-t 圖類型:向右斜,位移為 正
X
;向左斜,位移為 負
X
+
+
t
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在正向位置
位移 > 0
朝正向運動
出發點在原點
X
-
t
-
t
位移 > 0
朝正向運動
出發點在負向位置
位移 < 0
朝負向運動
出發點在原點
t
位移 < 0
朝負向運動
出發點在正向位置
。
X
+
X
( 媒體:1 )
X 位移 < 0
朝負向運動
出發點在負向位置
t
-
變速運動的 X-t 圖特徵
( 媒體:1 )
變速運動的位置對時間圖:
(3)物體變速運動時(X 不隨 t 規律變化)呈 曲線 。
3
1
說明例:一物體的位置與時間關係如下表
6
軌
跡
位置
-1
2
3
5
2
0
1
-1
時間
0
1
2
3
4
5
6
7
5
1
6
1
5 1
X
4
3
2
1
2 0
-1
1
-2 0
折返點(位移方向改變)
t
2
3
4
5
6
7
位 移 = -1- ( -1 ) = 0
路 徑 長 = 6+5+1+2 = 14m
圖上若有轉折(位移變號),表 折返 ,有 三 次折返情形
不合理的 X-t 圖特徵
不合理的位置對時間圖:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間下,物體出現在二個以上位置,則為不合理
X
畫一時間軸,若與圖形交二個交
點以上,則為不合理。
t
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
(1)向圖形任一點做 切線 ,其斜率可判斷 運動快慢 。
(2)越接近位置軸 X 的切線,其運動速率越 快 。
斜率若相同,運動速率相同
快
甲乙丙三物體均作等速運動
速率:丙>乙>甲
平
行
甲乙二物體均作等速運動
速率:甲=乙
X-t 圖的斜率討論
X-t 圖的斜率討論:
此物體為變速運動
物體運動愈來愈慢
此物體為變速運動
物體運動愈來愈快
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
( 媒體:1 )
(1)物體 靜止時 呈水平線
(2)物體 等速 運動時 呈斜直線
(同出發點比較時,愈傾斜,愈 快 若平行,則速率 相等 )
(3)物體 變速 運動時 呈曲線
圖形上若有 位移方向改變時 ( +- 、-+ ),表示折返
圖形上有 轉折 特徵,表示折返
X
+
位移
有 0
0
-
t
次折返
+
X
-
X
X
+
-
t
有 三 次折返
+
-
t
0
有 一 次折返
0
t
-
有 0 次折返
X-t 圖的特徵
位置對時間圖(X-t 圖)的意義:
(4)不合理的位置對時間圖
同一時間,不會出現在不同位置
(5) X-t 圖的斜率,表示物體的運動 速率 。
(斜率相同 若平行,則速率 相等 )
距原點遠近:
位置對時間圖(X-t 圖)的交點意義
乙>丙>丁
表對應之時間下,這些物體 位置相同 。
表這些物體在此 相遇 。
(追及,趕上…)
距原點遠近:
丁>丙>乙>甲
●
t
範例解說
1.說明以下 A 到 J 物體的 x-t 圖:
GJ
ADE
何者屬於靜止?
何為等速?
BFH I
BFH I
何者為非等速?
何者有折返?
AF
BDEH
何者向正向運動?
何者向負向?
AF
何者位移為正?
何者位移為負? BDEH
GIJ
C
何者位移為零?
何者為不合理?
2.承上題,何者的路徑長與其位移的大小相等?
ADEGJ
A
B
C
D
。
。
。
。
。
。
E
一次
折返
F
G
J
H
I
三次折返
一次折返
一次折返
範例解說
3.小宇自學校出發一路向東而去,其位置與時間的關係如下圖。則:
5 公尺處。
3秒後小宇在學校的 東 方
6
6秒時小宇在距離學校
公尺的地方。
5 秒時小宇距離學校最遠,
秒時折返走向學校。
5
5
從0秒到3秒,小宇的位移
公尺。
7 公尺,位移是 1 公尺。
從3秒到6秒,小宇所走的路程有
從0秒到6秒,小宇所走的路程有 12 公尺,位移是 6 公尺。
時間:0~3秒、4~5秒、 5~6秒區段,何者運動最快? 4~5s 。
X
5 m 3 s 4 m 1s
快
3 m 1s
東
方
t
●
快
西方
school
秒
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
不計起點與終點,龜與兔中途相遇 三 次。
請根據 X-t 圖,自編一個龜兔賽跑的故事?
出發點與終點
各時間區段的運動狀態比較……
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
很久很久以前,一隻烏龜和一隻兔子比賽賽跑…..
(估計)
起跑後,兔子跑的比烏龜 快 (快或慢),在跑了 300 公尺時就
驕傲的停下來睡覺。兔子不知不覺睡了 20 分鐘,而烏龜仍保持
等速 運動,繼續爬行沒有停止。烏龜約在出發後 12.5 分鐘,爬過
正在睡覺的兔子。
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
斜直線者,等速。
X 300 m
第 12.5 分鐘,第一次相遇。
20 min
12.5
第一次相遇時間 範例解說
4….烏龜約在出發後
V
X
t
t
X
V
12.5 分鐘,爬過正在睡覺的兔子…..。
V龜
t1
1200
300
24 m
50
min
12 . 5 min
24
12.5 min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在出發後 25 分鐘,由睡夢中醒來,看見烏龜大約超前他 300 公
尺,嚇的趕緊起身狂追,跑得比剛出發時的速率還 快 (快或慢)。
在出發後第 31.5 分鐘時,兔子追上了烏龜。兔子以為高枕無憂,勝利
在望,在出發後第 35 分鐘時、離終點 200 公尺處又開始呼呼大睡。
終點 X 1200 m
min
2535
min
X 1000 m
平移
X 600 m
X 300 m
愈近位置軸 X 者,快。
水平線者,靜止。
31.5 min
第二次相遇時間 範例解說
4….在出發後第
31.5 (估計)分鐘時,兔子追上了烏龜。 …..。
設 t 分鐘後相遇
V 龜 24 m
V兔
min
X龜 X兔
24 t 300 70 ( t 25 )
t 31 . 5 s
700
10
70 m
t
min
X 300 m
範例解說
4. 龜兔賽跑,其 X-t 圖如圖:
故事:
兔子在睡了 15 分鐘後被歡呼聲驚醒,看見烏龜恰好抵達終點。
5 分鐘到達終點。
兔子隨即狂奔,為時已晚,結果比烏龜晚了
勝利者烏龜,花了 50 分鐘贏得了這總距離 1200 公尺的賽跑,得
以成為這寓言故事中的最佳男主角,我們為他鼓鼓掌喔。 兔 55 min
終點
X 1200 m
全
程
15 min
水平線者,靜止。
龜 50 min
課程結束