把运动画成图
从两条数轴和路程记录出发,读懂时间—路程图上的点与区间变化。
一辆理想化小车只向前行驶。时间为 t 秒时,走过的路程为 t × t 米,观察范围是 0 到 3 秒。
把时间与路程的对应记录画在一张图上。说明图上一个点表示什么,怎样从图上求第 1 秒到第 3 秒之间走过的路程,以及图线是不是小车实际行驶的道路。
这课只需要会读数轴与乘法。一张图可以同时记录两个数:什么时候,以及当时已经走了多远。
两条数轴怎样拼成一张图
横着画时间轴,向右时间增加;竖着画路程轴,向上路程增加。两条轴各有自己的单位:横轴是秒,纵轴是米。每条轴上相邻刻度所代表的数值差要一致。
例如要记录“第 2 秒时已经走了 4 米”,先在横轴找到 2,向上找到与纵轴 4 等高的位置,在那里标一个点。这个点同时保存两个信息,常写作(2,4),前面是时间,后面是路程。
| 时刻 t(秒) | 路程 s(米) |
|---|---|
| 0 | 0 |
| 0.5 | 0.25 |
| 1 | 1 |
| 2 | 4 |
| 3 | 9 |
字母只是给变化的数量起名字。给 t 一个数,再算 t × t,就得到与它对应的 s。这样的对应关系,以后会用“函数”这个名称研究。
表格只记了几刻,规律描述每一刻
表里没有写出 1.5 秒,但仍能用时间乘自身求出它的路程,再把这个点标上。主例给定了整个运动规律,因此可以画出连续曲线。如果只有零散读数而没有规律,不能声称两次读数之间的细节已经确定。
匀速车每过同样长的时间,都增加同样多的路程,所以图像是一条直线。我们的车越走越快,相同时间内增加的路程越来越多,图线也越来越陡。
一段时间走了多少,要看两个读数
在 1 秒时已经走过的路程,是之前累积的,不能再算进 1 到 3 秒这段里。所以这一段新增的路程是:
9 − 1 = 8 米。
终点读数减起点读数,留下的才是这一段的变化。 同样的方法也能从两次水量记录中求出中间新增多少水。
自己动手
先用纸标出表里的点,再拖动演示时间,检查小车、里程表和图上的点是否一一对应。在 2 秒时暂停,用一句话说明那个点。然后沿同一时间刻度比较前后两段路程增加多少。
说清理由再继续
图线向上弯,是否说明小车正在沿弯曲的上坡路行驶?为什么?
查看解释
不是。这里的横轴表示时间,纵轴表示已经走过的路程,两条轴不是地面上的两个方向。小车可以在笔直水平道路上加速,时间—路程图仍会向上弯。点的位置记录时间与路程的对应关系,图形不是道路照片。