第 5 章 直線運動5-1 運動的種類5-2 速度與加速度5-3 自由落體及光滑斜面之運動5-4 鉛直拋體5-5 相對運動

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-2

5-5

5-1 運動的種類

運動學：而在機械力學中，研究物體運動變化情形的科學，只探討位移、速度、加速度與時間之關係，並不討論物體之質量及影響運動之因素者，稱為運動學。

物體運動的種類，可依不同之性質分為：

(1) 以運動路徑可分：

1. 直線運動：物體運動之路徑成一直線者，如等速直線運動、等加 速度直線運動、自由落體及鉛直拋體運動等。 2. 曲線運動：物體運動之路徑並非為一直線，而是成曲線者，如等速率圓周運動、等角加速度圓周運動及拋射體運動等。

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-3

5-5

5-1 運動的種類

(2) 以運動速度可分：

1. 等速運動：物體運動之速度大小及方向均不改變者，如等速直線運動。 2. 變速運動：物體運動之速度大小或方向隨時都在改變者。一般而言，只要不是等速直線運動者，均為變速運動。

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-4

5-5

5-2 速度與加速度

位移與路徑 1. 路徑：是指物體運動所經過路程的長度。2. 位移：是指物體位置的改變量，也就是運動起點與終點的直線距離及方向。

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-5

5-5

5-2 速度與加速度

5- 1

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-6

5-5

5-2 速度與加速度

5- 1

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-7

5-5

5-2 速度與加速度

5- 2

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-8

5-5

5-2 速度與加速度

5- 2

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-9

5-5

5-2 速度與加速度

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-10

5-5

5-2 速度與加速度

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-11

5-5

5-2 速度與加速度

速度與速率 1. 速率：是指物體在單位時間內路徑長度的變化量。2. 速度：是指物體在單位時間內位移的變化量。速度一般可分為： (1) 平均速度：質點作等速運動時，在某段時間內，其運動之位移除以其所花費的時間。

(2) 瞬時速度：質點運動時，在某瞬間或某一點的速度。

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-12

5-5

5-2 速度與加速度

5- 3

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-13

5-5

5-2 速度與加速度

5- 3

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-14

5-5

5-2 速度與加速度

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-15

5-5

5-2 速度與加速度

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-16

5-5

5-2 速度與加速度

加速度 物體在運動過程中，若不是等速直線運動，即為變速運動。而 速度之所以有會變化，即是有一變數，使其速度產生了變化，此變 數即為加速度。(1) 平均加速度：質點作變速運動時，在某段時間內，其運動之速度變化量除以其所花費的時間。

(2) 瞬時加速度：質點運動時，在某瞬間或某一點的加速度。

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-17

5-5

5-2 速度與加速度

等加速度運動 若物體作變速直線運動，且其加速度為一定值，則此運動稱為等加速度運動。

討論： (1) 在上述公式中，若 為正值，表示物體作等加速度運動，其速度是愈來愈快的。 (2) 若物體由靜止開始作等加速度運動，則在相同時距內所走之位移必成等差級數。

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-18

5-5

5-2 速度與加速度

5- 4

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-19

5-5

5-2 速度與加速度

5- 4

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-20

5-5

5-2 速度與加速度

5- 5

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-21

5-5

5-2 速度與加速度

5-5

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-22

5-5

5-2 速度與加速度

5- 6

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-23

5-5

5-2 速度與加速度

5- 6

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-24

5-5

5-2 速度與加速度

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-25

5-5

5-2 速度與加速度

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-26

5-5

5-2 速度與加速度

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-27

5-5

5-3 自由落體及光滑斜面之運動

1. 自由落體 ：一物體在掉落的過程中，只考慮其重力的影響，那麼這個物體就稱為自由落體。 2. 自由落體定律：當任何物體自同一高度自由落下時，若沒有空氣阻力之影響，則著地之時間必相同，此即自由落體定律。 重力加速度之其值為：

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-28

5-5

5-3 自由落體及光滑斜面之運動

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-29

5-5

5-3 自由落體及光滑斜面之運動

5- 7

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-30

5-5

5-3 自由落體及光滑斜面之運動

5- 7

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-31

5-5

5-3 自由落體及光滑斜面之運動

光滑斜面之運動：若一物體沿一光滑之斜面下滑，則其沿斜面下滑之加速度為重力加速度沿斜面之分量，即

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-32

5-5

5-3 自由落體及光滑斜面之運動

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-33

5-5

5-3 自由落體及光滑斜面之運動

5- 8

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-34

5-5

5-3 自由落體及光滑斜面之運動

5- 8

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-35

5-5

5-3 自由落體及光滑斜面之運動

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-36

5-5

5-3 自由落體及光滑斜面之運動

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-37

5-5

5-4 鉛直拋體

1. 鉛直上拋運動 運動體以初速度 鉛直拋出一物體，稱為鉛直拋體運動。

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-38

5-5

5-4 鉛直拋體

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-39

5-5

5-4 鉛直拋體

2. 鉛直下拋運動

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-40

5-5

5-4 鉛直拋體

5- 9

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-41

5-5

5-4 鉛直拋體

5- 9

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-42

5-5

5-4 鉛直拋體

5- 10

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-43

5-5

5-4 鉛直拋體

5- 10

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-44

5-5

5-4 鉛直拋體

5- 11

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-45

5-5

5-4 鉛直拋體

5- 11

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-46

5-5

5-4 鉛直拋體

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-47

5-5

5-4 鉛直拋體

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-48

5-5

5-5 相對運動

絕對運動：以地球表面當作觀察點，來描述物體運動的狀況。相對運動：以運動體當傷觀察點，來描述另一物體運動的狀況。

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-49

5-5

5-5 相對運動

5- 12

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-50

5-5

5-5 相對運動

5- 12

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-51

5-5

5-5 相對運動

5- 13

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-52

5-5

5-5 相對運動

5- 13

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-53

5-5

5-5 相對運動

5- 14

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-54

5-5

5-5 相對運動

5- 14

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-55

5-5

5-5 相對運動

5-1 5-2 5-3 5-4EXIT5-56

5-5

5-5 相對運動