跳到内容
SPM Tuition
数学 · 运动图

从速度-时间图算路程

你知道线下的面积就是路程,分割图形时却出错。

走过的路程,是速度-时间线与时间轴之间的面积。把图形分成三角形、长方形和梯形,各自求面积,再相加。

这一课接在读速度-时间图之后,属于SPM数学运动图像一章。

怎样分割面积?

标出线条改变方向的每一点,从那里向时间轴画一条垂直线。分出来的都是简单的图形。

  • 三角形:½ × 底 × 高
  • 长方形:宽 × 高
  • 梯形:½ × (平行两边之和) × 宽

在速度-时间图上,梯形的平行两边是两条垂直的速度线。

例子:校车

一辆校车的速度(m/s)对时间(秒)图,经过(0, 0)、(10, 15)、(30, 15)和(40, 0)。

部分 图形 计算 面积
0至10秒 三角形 ½ × 10 × 15 75
10至30秒 长方形 20 × 15 300
30至40秒 三角形 ½ × 10 × 15 75

总路程是75 + 300 + 75 = 450 m。

用梯形检查。 整个图形是一个横躺的梯形。平行的两边是顶边(长20秒)和底边(长40秒),高是15。

面积 = ½ × (20 + 40) × 15 = ½ × 60 × 15 = 450 m。两种方法一致。

会丢分的错误

常见的失误,是用最高速度乘以总时间:15 × 40 = 600 m。这样等于把校车当成整段时间都以15 m/s前进,但它从静止开始,又在静止时结束。

错误做法 正确做法
方法 最高速度 × 总时间 把各块面积相加
答案 600 m 450 m
原因 忽略了加速和减速 用的是真实的形状

这里的错误答案总是偏大,因为它填满了一个比图形还大的长方形。

自我检测

一位骑脚车的人,图上的点是(0, 4)、(5, 4)、(9, 12)和(12, 0),速度的单位是m/s,时间的单位是秒。求总路程。

Answer

0至5秒,速度固定为4。面积 = 5 × 4 = 20 m。

5至9秒,速度从4升到12。这是平行两边为4和12、宽为4的梯形。面积 = ½ × (4 + 12) × 4 = 32 m。

9至12秒,速度从12降到0。面积 = ½ × 3 × 12 = 18 m。

总路程 = 20 + 32 + 18 = 70 m。

接下来学什么?

在脑子里把梯度和面积分开。下一课区分运动图像中的梯度与面积专门训练这个选择。在运动图像探索器 (英文)里改变图像试试,再把错误记进错题记录与试卷错误复盘。

如果想让老师检查你怎样分割图形,可以了解线上一对一数学补习。

常见问题

为什么速度-时间图下的面积是路程?

路程等于速度乘以时间。在图上,速度是高,时间是宽,高乘宽就是面积。速度在变化时,把各小块的面积加起来。

怎样分割面积?

在线条改变方向的地方画垂直线。每一块都成了三角形、长方形或梯形,再把面积相加。

答案的单位是什么?

速度的单位乘以时间的单位。m/s乘以秒,得米。如果题目混用小时和分钟,要先换算。

先加速后减速的行程,可以用一个梯形吗?

可以,只要行程是上升、水平、再下降,整个图形就是一个梯形。平行的两边是顶部的水平线和时间轴。用两边长度和的一半,乘以高。

如果你在怎样分割面积时出错,一对一数学课可以让老师盯着你的第一步,在算术开始之前就把它纠正。

  • 为孩子安排线上一对一课程,由经验丰富的老师授课。
  • 第一堂是一小时试听课,RM50 起。学费在预约前就先谈好。
  • 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。