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第十五章直線運動班級：座號：姓名：-1-§15-1時間一、時間的單位1.時間單位的制訂：：具有規律性或週期性的自然現象，都可用來制訂時間的單位。如「日出日落」、「月之盈虧」、人體的脈搏等。2.時間的單位：公制的時間單位以「秒」做標準單位。（1）太陽日：太陽在天空中的高角度，連續兩次出現最大值所經歷的時間。（2）平均太陽日：一年中各個太陽日的平均值。如我們所說的1天24小時，就是1平均太陽日。1平均太陽日＝________小時；1小時＝_________分；1分＝_______秒。（3）現在的時間單位「秒」是根據銫原子鐘為標準而定出來的。二、單擺：在一條細線的下端吊一重物，上端固定，使其能來回擺動，就是一種「單擺」，如下圖所示。1.擺錘：所懸吊的重物。2.擺長：由懸掛點到重物中心的距離。3.擺角：擺錘擺動時，在兩端點（B或C）擺線偏離鉛垂線的角度θ。4.振福：擺錘由靜止位置至兩端點間的最大距離。（圖中的BA或CA）5.週期：單擺來回擺動一次（CABAC）所需的時間。＊單擺的擺動具有等時性，它的週期和擺錘的質量、振福大小無關，但是和擺線的長度有關，擺線愈長，則其週期愈長，也就是擺得愈慢。【自我挑戰】（）1.以下哪一種現象不能用來測量時間？（A）單擺得擺動（B）月之盈虧（C）沙的滴漏（D）星光的閃爍。（）2.擺鍾走得太慢時，應（A）加重擺錘（B）增加擺長（C）縮短擺長（D）減輕擺錘（）3.單擺擺動時，擺動的幅度逐漸變小，則其擺動的週期將（A）變大（B）變小（C）不變（D）不一定（）4.右圖為擺長60公分之單擺擺動次數與時間的關係圖。由圖知：（A）此單擺得週期為2秒（B）擺動12次需時10.8秒（C）擺動次數與時間成反比（D）若擺長增加，則週期變小5.婷婷測得某單擺的擺動次數與擺動時間的關係如右圖所示，試回答下列問題：(1)單擺擺動一次所需時間為________秒。(2)該單擺20秒內可擺動______次。(3)婷婷從教室北邊走到南邊，此單擺恰好擺動16次，則所花時間為______秒。(4)若將此單擺的擺錘由質量20克改為40克，則其週期為________秒。6.用甲單擺（擺長100cm）和乙單擺（擺長25cm）做擺動次數和時間的關係實驗，得知右圖所示之關係圖，請問：（1）甲單擺是哪一條直線？_______（填A或B）。（2）甲的週期為_______秒；乙的週期為_______秒。（3）各擺動30次，甲需________秒，乙需________秒。（4）若另以20cm擺長的單擺做實驗，其關係圖應在哪一區？_______。第十五章直線運動班級：座號：姓名：-2-§15-2位置和位移一、位置1.質點：為方便描述一個物體的位置，而將該物體的體積想像成非常小，就此物體「位置」而言，可視為一個點，這樣的物體，稱為「質點」。2.要描述物體的位置，必須選定一個明顯的目標作為參考基準，這個明顯的目標就是一個參考點。如：「臺北火車站旁300公尺」，臺北火車站就是一個參考點。若是以座標描述物體的位置，而座標的原點就是參考點。3.一個質點相對於某參考點的距離和方向，即稱為此物體相對於參考點的「相對位置」。＊物體的相對位置會隨參考點的不同而有所不同。二、位移1.靜止：物體固定在同一位置上，不會隨時間而變化其位置，即物體對某參考點的位置座標維持一定值，則稱此物體為靜止。2.位移：當物體的位置發生改變，則稱此物體有了位移。它包括：（1）位移的大小：起點到終點的直線長度。（2）位移的方向：起點指向終點的方向。（3）位移＝末位置－初位置＊正、負代表位移的方向；數值代表位移的大小。3.路程：指由起點到終點所經過每一部分的長度。【自我挑戰】1.『我的車子停在火車站東方50公尺處。』左列敘述的參考點為_________；50公尺表示_______，東方表示________，用來表示___________的位置。2.在東西向直線道路上行駛的甲、乙、丙、丁四輛汽車，以東方為正，其位置-時間的關係如右圖，試回答下列問題：（1）哪一輛車子靜止不動？______（2）哪些車子向東行駛？_______（3）向西行駛的車子是_______（4）在相同的時間間隔內，甲、乙兩車所移動的距離以何者較大？_______3.小宇自學校出發一路向東而去，其位置與時間的觀係如右圖。請問：(1)3秒後小宇在學校的______方_______公尺處。(2)6秒時小宇在距離學校_______公尺的地方。(3)_____秒時小宇距離學校最遠。(4)從0秒到3秒，小宇的位移________公尺。(5)從3秒到6秒，小宇所走的路程有_______公尺，位移是______公尺。(6)從0秒到6秒，小宇所走的路程有______公尺，位移是_______公尺。4.根據下列資料，回答問題：Key1：台北市的門牌號碼編制原則為：南北向道路之東邊屋舍為奇數門牌，東西向道路之北邊屋舍為奇數門牌。Key2：建國中學位於台北市南海路56號。Key3：南海路與重慶南路垂直交叉。請問：建國中學的正門大約是何種方位？坐____朝____。第十五章直線運動班級：座號：姓名：-3-§15-3速度一、速度與速率1.如何區分物體運動的「快」與「慢」？（1）相同的時間內，物體移動的路程愈大，物體移動愈快；物體移動的路程愈小，物體移動愈慢。（2）路程相同時，物體所花時間愈少，物體移動愈快；物體所花時間愈多，物體移動愈慢。2.速度：描述物體運動的快慢及方向。即：物體每秒的位移量。單位：公尺/秒；m/s3.速率：只描述物體運動的快慢，不包括方向。即：物體每秒移動的路程。單位：公尺/秒；m/s二、平均速度與瞬時速度1.平均速度：單位時間內位置的變化量。平均速度＝2.瞬時速度：簡稱速度，就是指物體在行進的過程當中任一時刻的快慢及方向。3.計算平均速度時，若所選取的時間間隔愈小，平均速度就愈接近此刻的瞬時速度。三、等速度運動1.若物體在相同的時間間隔內所移動的距離均相等，稱為等速度運動。2.等速度運動的快慢方向不變，故必沿直線運動。3.作等速度運動的物體，在任何時刻的瞬時速度都相同。四、等速度運動物體的x-t圖與v-t圖。（v-t圖所圍的面積代表該時間內所行經的位移）x-t圖v-t圖【自我挑戰】1.阿仁與阿慈進行100公尺測速。阿仁跑20秒，阿慈跑15秒，請問：(1)誰跑得較快？_______(2)阿仁的平均速率是________m/s。(3)若阿慈以等速率跑150公尺，需_______秒。2.捷運電聯車朝北作等速度直線運動，其速度（v）與時間（t）的關係圖如右，則：(1)此車的速度大小及方向為____________。(2)此車出發後3秒時，距出發點________公尺。(3)出發後_____秒，電聯車離原點的距離為80公尺。3.一輛小汽車作等速度直線運動，其對某參考原點的位置（x）與時間（t）的關係如右圖所示，位置以向東方為正，則：(1)物體的出發點距參考原點有多遠？__________。(2)5秒時小汽車的位置在那裡？______________。(3)0秒至10秒小汽車移動的距離為________公尺。(4)此車的速率為__________m/s。(5)此車的速度大小、方向為____________。位移時間間隔時間（t）位置（x）時間（t）速度（v）t（秒）x（公尺）0101030第十五章直線運動班級：座號：姓名：-4-4.一車沿直線運動，其位置對時間的數據關係圖如右圖所示，則：(1)由圖可知該車所做的運動為_________運動。(2)該車運動時的速度為_______m/s(3)該車由4秒到7秒所走的距離，是2秒到4秒所走的距離的_____倍。(4)請畫出該車的位置對時間的關係圖及速度對時間的關係圖。（）5.兒子、爸爸兩人在筆直的道路上跑步，其位置-時間關係如右圖，則有關兒子、爸爸兩人的敘述，何者錯誤？(A)兒子、爸爸兩人的速度相等(B)兒子、爸爸兩人朝同一方向前進(C)兒子、爸爸兩人出發點不同(D)兒子、爸爸兩人並排，行向前進。（）6.通常在馬路上，我們看見疾駛而過的汽車，我們口語上會說「這輛汽車速度很快」，這裡所指的「速度」是指(A)平均速度(B)平均速率(C)瞬時速度(D)瞬時速率。（）7.小呆的爸爸從臺南開車到臺北，花了3小時，而小瓜的媽媽也從臺南開車到臺北，卻花了6小時，可知小呆的爸爸開得比較快，這裡說的「快」是指(A)平均速度(B)平均速率(C)瞬時速度(D)瞬時速率。（）8.美麗開車在山路中行駛，它把車速控制在20km/hr，則下列敘述何者正確？(A)美麗必定是做等速度運動(B)10分鐘內，美麗的平均速度量值等於平均速率(C)瞬時速度量值等於瞬時速率(D)美麗必定朝正方向行進。§15-4加速度一、加速度運動：物體運動的速度會因時間的改變而改變，稱此物體作加速度運動。可分三種類型：1.運動的快慢改變，運動的方向不變。2.運動的快慢不變，運動的方向改變。如秒針轉動。3.運動快慢改變，運動的方向也改變。如拋體運動。二、加速度：單位時間的速度變化量。1.平均加速度：物體每秒鐘速度的變化量。時間初速度末速度加速度（單位：公尺/秒2；m/s2）(1)加速度若為正值，代表速率逐漸加快。(2)加速度若為負值，代表速率逐漸減慢，或方向相反。2.瞬時加速度（簡稱加速度）：計算平均加速度時，如果所選取的時間間隔愈小，則平均加速度愈能描述物體每一時刻速度的變化情形，此時平均加速度就愈接近瞬時加速度。【自我挑戰】1.一物體由靜止開始做等加速度運動，4秒末的速度為20m/s，則其加速度為________。2.某物體初速度為10cm/s向北，歷經2秒後，以20cm/s向南運動，則其加速度為__________，方向向_____。時間（s）位置（m）時間（s）速度（m/s）第十五章直線運動班級：座號：姓名：-5-2.在東西向的直線公路上，一貨車向東行駛，在10秒內其速度由18km/hr增至36km/hr，則該貨車在此10秒內的平均加速度為_________，方向向______。3.若小叮噹以20m/s的速度衝上斜坡，費力踩踏，車速漸慢，經10秒後停止，則上坡這段時間的平均加速度為_____________。4.右圖為某車的速度對時間的關係圖，請問：(1)某車做__________運動。(2)某車的加速度為________。(3)4秒內所走的距離為_________。5.在直線上做加速度運動的物體，下列物理量中，哪一項其方向恆相同？_______(A)運動方向與速度(B)速度與加速度(C)運動方向與加速度(D)運動方向、速度與加速度6.物體沿直線運動的V-t圖，如右圖所示，請問：(1)0~10秒內的平均加速度為__________。(2)0~10秒內的平均速率為__________。(3)10秒末時，物體離出發點多遠？_________。＊直線運動的關係圖整理：(一)靜止：(二)等速度運動(三)等加速度運動ttttttttt