涵盖内容
本标准属于力与运动 I。在一对一课程中,我们先把概念讲清楚,再直接按 SPM 的要求应用,带正确单位、写完整过程。
可能用到的公式
如何考核
它可能出现在试卷一(客观题)与试卷二(结构题),若涉及实验,也可能出现在试卷三。我们不预测考题,而是为所有情况准备好技巧。
常见错误
如何学习
准确记住定义,用完整过程练一两道 SPM 风格的题目,并把它与力与运动 I的其余部分联系起来。
你需要掌握的要点
直线运动描述沿一条直线的运动,由几个定义精确的物理量构成。距离是所经过路径的总长度,是以米(m)为单位的标量;位移则是从起点到终点沿指定方向的直线距离,同样以米为单位,但属于矢量。
速率是单位时间内经过的距离,是以m s⁻¹为单位的标量;速度是单位时间内的位移,是以m s⁻¹为单位的矢量。加速度是速度变化的快慢,单位为m s⁻²。
当加速度保持不变时,可使用四个运动方程:v = u + at、s = ut + ½at²、v² = u² + 2as,以及a = (v − u) / t,其中u为初速度,v为末速度,s为位移,t为时间,a为加速度。例如,一辆汽车从静止开始,在4 s内加速到20 m s⁻¹,其加速度为a = (v − u) / t = (20 − 0) m s⁻¹ ÷ 4 s = 5 m s⁻²。
打点计时器在纸带上以相等的时间间隔打点,实验中可利用点间距离求出速度和加速度。
例题解析
题目:一辆摩托车以初速度8 m s⁻¹开始,以3 m s⁻²的加速度匀加速行驶6 s。求末速度以及这段时间内行驶的距离。
已知:u = 8 m s⁻¹,a = 3 m s⁻²,t = 6 s。利用v = u + at:v = 8 m s⁻¹ + (3 m s⁻² × 6 s) = 8 m s⁻¹ + 18 m s⁻¹ = 26 m s⁻¹。
利用s = ut + ½at²:s = (8 m s⁻¹ × 6 s) + ½ × 3 m s⁻² × (6 s)² = 48 m + (½ × 3 × 36) m = 48 m + 54 m = 102 m。末速度为26 m s⁻¹,行驶距离为102 m。
注意公式中每一项在相加之前单位必须一致,因此s的答案全程都以米表示。
考试如何考查
试卷一的客观题考查考生能否区分距离与位移、速率与速度,并能针对给定情境选出正确的运动方程。试卷二的结构题和论述题通常要求考生利用运动方程求出未知量,写出代入过程及带单位的最终答案,或说明如何利用打点计时器求出速度和加速度。
试卷三的实验题可能涉及在导轨上使用打点计时器的小车,考生须测量纸带长度以计算不同位置的速度。
常见错误包括把u和v混淆、使用与已知量不匹配的方程、在s = ut + ½at²中忘记把t平方,以及最终答案漏写单位。由于SPM物理科没有提供公式表,四个运动方程都必须准确记熟,包括每个方程中缺少哪个变量,才能在考试中迅速选出正确的方程。
来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)