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附加数学章节指南

附加数学直线运动

老师讲的例题你看得懂,题目稍微变一下就卡住了。

直线运动题要求你用微分和积分,在位移、速度和加速度之间来回转换。难的通常不是微积分,而是看清题目到底要你做哪一步。

这个单元属于 SPM 附加数学,需要先掌握微分和积分。

各部分是怎样连起来的?

先学位移、速度与加速度的关系。对位移求导得速度,再求导得加速度。反过来则用积分。

接着是由速度函数求位移,这里积分常数很重要。然后是区分总路程与位移,以及解读转向与瞬时静止。

是选方法,还是机械代入?

举一个原创例子。质点沿直线运动,速度为 v = t² − 8t + 12 m/s,t 为时间(秒)。下面两道题用同一个公式,却需要不同的方法。

题 A:求 t = 3 时的速度。 这是常规代入。v = 9 − 24 + 12 = −3,所以质点以 3 m/s 朝负方向运动。

题 B:求质点瞬时静止的时间。 这里你必须想到令 v = 0。t² − 8t + 12 = 0 可分解为 (t − 2)(t − 6) = 0,所以 t = 2 或 t = 6。

题 B 常见的错误,是先求导再令加速度为零。加速度 a = 2t − 8,在 t = 4 时为零。可是那一刻速度是 −4 m/s,质点正在运动,并没有静止。加速度为零只表示速度到了最小值,不表示质点停下来了。

要养成的习惯是:先在题目中划出所问的量,判断它是 s、v 还是 a,再决定下一步。

你应该从哪里开始?

如果多项式的微分或积分还不流畅,先复习那两章。否则从“关系”这一课开始,按顺序往下学。

最后做本单元练习。如果你希望老师按你的节奏陪你做新题目,可以看看一对一线上附加数学补习。

常见问题

学直线运动之前,一定要先学微分和积分吗?

要。速度是位移的导数,位移则由速度积分得到。如果多项式求导还不熟,请先补上,因为运动题的每一小题都会用到。

位移和总路程有什么不同?

位移是位置的变化,可以是负数。总路程是把每一段走过的路程加起来,不管方向。只有质点没有转向时,两者才相等,所以你要先知道质点什么时候停下来。

质点瞬时静止是什么意思?

意思是那一刻速度为零。之后质点可能转向,也可能停一下再朝原方向前进。令 v = 0 求出时间,再检查前后两边 v 的正负号。

为什么我的答案是负数?

速度为负,表示质点朝原点的负方向运动,这不是错误。请看题目规定的正方向,并把负号保留到最后一句结论。

在一对一附加数学课上,老师可以给你一道没见过的运动题,请你在写任何数字之前,先说出打算用哪个方法、为什么。

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  • 对老师满意就继续上课,每堂约 1.5 小时;不满意可以要求换老师。