Это пособие охватывает выбранные темы уровня HL для курса, впервые аттестованного в 2025; оно не является полной программой.
Предварительные требования: читать указанные количества и единицы, использовать арифметику и моделированные условия ниже.
Примеры являются оригинальными и вымышленными: они не представляют собой реальные измерения или реальные студенческие исследования.
1.2
Графики движения и ускорение
Что могло бы объяснить это наблюдение?
Спидометр показывает значение в конкретный момент времени. Среднее значение скорости за путь может скрывать остановки и резкие изменения скорости.
Постройте модель
Перемещение включает направление; путь учитывает полную длину траектории.
Скорость — это изменение перемещения за единицу времени.
Ускорение — это изменение скорости за единицу времени.
скорость: скорость изменения перемещения.
ускорение: скорость изменения скорости.
Прямая v–t линия означает постоянное ускорение: a = (10 − 2) ÷ 4 = 2.0 м/с²
Выберите доказательства для проверки гипотезы
Наклон графика зависимости перемещения от времени равен скорости.
Площадь под графиком зависимости скорости от времени равна перемещению.
Формула для равноускоренного движения справедлива только при выполнении соответствующих условий.
В лаборатории: Выберите положительное направление и укажите его. Используйте фотодатчик или видео с известным масштабом и интервалом кадров для воспроизводимых измерений движения. Не полагайтесь на точность ручного хронометрирования на очень малых промежутках времени.
Работайте с известными величинами
Известно: скорость равномерно возрастает от 2 до 10 метров в секунду за 4 с. a = (v-u)/t. a = (10-2)/4 = 2 м/с².
Перемещение равно площади трапеции: s = (u+v)t/2 = (2+10)×4/2 = 24 м.
Ваш ход: Скорость изменяется от 3 до 15 метров в секунду за 6 с. Найдите ускорение.
Проверьте вывод и его границы применимости
Отрицательная скорость указывает на направление согласно принятой системе знаков; это не обязательно означает замедление.
Неверно: Отрицательная скорость всегда означает замедление тела. Отрицательная скорость означает движение, противоположное выбранному положительному направлению. Тело замедляется только тогда, когда ускорение направлено против скорости; отрицательная скорость вместе с отрицательным ускорением означает ускорение тела.
Ключевые моменты:
Перемещение включает направление; путь учитывает полную длину траектории.
Наклон графика зависимости перемещения от времени равен скорости.
Обращайте внимание: отрицательная скорость указывает на направление согласно принятой системе знаков; это не обязательно означает замедление.
Напишите по заданному ускорению 6 метров в секунду в квадрате
Velocity changes from 4 to 22 metres per second in 3 s.
Найдите ускорение и перемещение. Отрицательная скорость указывает на направление.
Напишите по заданному градиенту минус 2
Линия скорости падает от 6 до 0 метра в секунду между t = 0 и t = 3 с.
Градиент равен (0 − 6) ÷ 3 = −2 м/с² — равномерное замедление, знак лишь указывает выбранное положительное направление.
Напишите по заданному перемещению 100 метров
Тело движется равномерно со скоростью 20 м/с в течение 5 с.
Перемещение = 20 × 5 = 100 м, а его график перемещения от времени представляет собой прямую линию с градиентом 20.
Напишите по заданной конечной скорости, направленной отрицательно
An object at +8 m s⁻¹ decelerates at 2 m s⁻² for 6 s.
v = 8 − 12 = −4 m s⁻¹: it stopped at t = 4 s and reversed — the formula tracks direction honestly.
Исследовать
Velocity–time: displacement and distance
$v=u+at;\quad s=ut+\frac12at^2$
Signed area gives displacement; total absolute area gives distance.
