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Third equation of motion 公式,SPM 物理

公式:v² = u² + 2as。考试不提供,需记忆。

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Third equation of motion
v² = u² + 2as

考试不提供,需记忆。

用途

Third equation of motion 用于力与运动 I(SPM 物理中四)。每一行运算都要带 SI 单位。 力与运动 I

符号与 SI 单位

符号含义SI 单位
v末速度m s⁻¹
u初速度m s⁻¹
a加速度m s⁻²
s位移m

公式变形

  • a = (v² − u²) / (2s)
  • s = (v² − u²) / (2a)
  • u = √(v² − 2as)

解题示例

一小车从静止(u = 0)以 a = 2 m s⁻² 加速经过 s = 25 m。 v² = u² + 2as = 0 + (2 × 2 × 25) = 100,故 v = 10 m s⁻¹。

常见陷阱

此式求得的是 v²,最后须开平方。当时间未知(式中无 t)时使用。

理解第三运动方程

方程 v² = u² + 2as 把速度与位移联系起来,而不需要时间。其中 v 是末速度,单位 m s⁻¹;u 是初速度,单位 m s⁻¹;a 是加速度,单位 m s⁻²;s 是位移,单位 m。

当题目给出距离而没有时间时,就用这个方程。它把速度的平方与所行距离联系起来,是由前两个运动方程组合而来的。

  • 求加速度:a = (v² − u²) / (2s)
  • 求位移:s = (v² − u²) / (2a)
  • 求初速度:u = √(v² − 2as)

公式求得的是 v²,所以记得最后要开平方。

分步解题示例

一个球以初速度 u = 5 m s⁻¹ 滚动,以 a = 3 m s⁻² 匀加速经过位移 s = 10 m。求末速度。

先写公式,再连同单位代入:

  • v² = u² + 2as
  • v² = (5 m s⁻¹)² + (2 × 3 m s⁻² × 10 m)
  • v² = 25 m² s⁻² + 60 m² s⁻²
  • v² = 85 m² s⁻²

最后开平方:v = √85 = 9.22 m s⁻¹(取三位有效数字)。

2as 的单位为 m s⁻² × m = m² s⁻²,与 v² 相同,说明运算一致。

常见错误与考法

最常见的陷阱是算到 v² 就停下,忘了最后开平方。当时间未知(式中无 t)时使用此方程。

其他错误:

  • 漏掉 2as 中的系数 2。
  • 没有把 u 平方,或写成 u 而非 u²。
  • 减速时忘记 a 取负,这会使 v² 小于 u²。

它出现在计算经过某距离后的速率、确定刹车距离,以及解释为什么较小的减速会导致较长的停车距离等题目中。把每个平方项清楚写出。

来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English), Sijil Pelajaran Malaysia: Format Pentaksiran mulai 2021, Fizik (4531) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)

作者 spmphysics.com.my 编辑团队.· 更新于 2026年9月5日

常见问题

考试会给这个公式吗?
不会。SPM 物理试卷不提供公式表,因此需要记住。
什么时候该用它而不用 v = u + at?

当题目给出或要求位移且不涉及时间时,选用 v² = u² + 2as。若给出或要求时间,用 v = u + at 或 s = ut + ½at² 更方便。

为什么算出来是 v²?

该公式求的是末速度的平方。必须在最后开平方才能得到 v 本身,并以合理的有效数字位数写出答案。

2as 的单位是什么?

m s⁻² × m = m² s⁻²,与 v² 的单位相同。核对这一点可在开平方前确认代入一致。

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