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為什麼速度時間圖像裡面積代表位移

發布時間: 2023-10-09 09:35:50

Ⅰ 圖像為什麼在速度時間圖像中,位移等於圖像的面積

你可以簡單的這樣去記憶——因為x=vt,所以如果你有一張v-t圖,你圖中的面積就等於位移x
同樣的,我們還可以得到很多例子,比如功,由於W=Fx,如果你有一張F-x圖,那麼圖中的面積就是力做的功W
再比如速度,由於v=at,如果你有一張a-t圖,那麼圖中的面積就是速度v
如此等等。
其實這個的數學原理就是積分,如果你學過了,自然就明白了,在這兒仔細說明白比較麻煩。你可以去搜搜積分的相關知識,也許就看懂了。

Ⅱ 為什麼速度時間圖像所圍三角形面積就是位移

這個是積分的思想,牛頓的偉大貢獻之一!
在高中物理有很多地方都會用到這種思想,大學里系統學習微積分就明白了。
首先我們先來看勻速直線運動:位移x=vt,這在v-t圖像上表示就是矩形的面積就代表位移x,這個很容易理解。然後我們來看勻加速直線運動,在v-t圖像上與時間軸包圍是一個三角形(或者是梯形)。我們可以這樣理解(以下就是你們老師的說法,也是微積分思想的核心):
第一步:把t軸平均劃分幾個區域,每個區域時間間隔是ti~ti+Δt,在每段時間內初始速度為vi,末速度是vi+Δv,很明顯,這仍然是一個勻加速直線運動。
第二步:繼續更細小的劃分,Δt與Δv越來越小,vi與vi+Δv的差別越來越小,如果你永遠分下去(事實上不可能),最終有vi=vi+Δv,也就是無限個勻速直線運動。
第三步:很明顯,每個勻速直線運動的位移量是Δx=viΔt,也就是每一條細細的矩形面積,最後再把他們結合起來得到總位移x=三角形的面積。
至於你問的「再怎麼分他不也不可能是矩形」這個問題,這正是初等數學與高等數學的差別。高中以前的都屬於初等數學,認為無限的分割沒有實際意義,或者說不承認極限與連續。而高等數學是建立在極限與連續概念之上的,很多東西都能使用「無限」、「無窮」等等的字眼。
用微積分的表示方法就是v=dx/dt、x=∫vdt,這就是大學物理質點運動的基本公式,適用的不僅僅是勻速運動、勻加速直線運動這些特殊運動形式,而是所有一切運動。v-t曲線與t軸包圍的面積表示位移量也是所有運動都適用的。

Ⅲ 勻變速直線運動的速度與時間的圖像。為什麼其面積就是位移 。(能不用加速度嗎還沒教到。)

把時間等分到無限小,可以近似看作此時速度不變。那麼圖像可以看成無數個矩形組成,他們長均勻變化v1v2v3v4v5.......(y軸鄙視的速度均勻變化),他們的寬很小且相等t(x軸表示的時間被等分成無限小)那麼總面積=各矩形面積和=v1×t+v2×t+v3×t.......,而位移就是各個無限小的時間的位移和=v1×t+v2×t+v3×t.......,那麼面積就是位移。有圖可能比較好理解。

類似的無限思想小學學圓面積公式的時候有涉及。

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