# 运动学

> CIE A-Level 物理学 · CIE 9702 (2022-2024+)
> 来源: https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u2-overview/
> 占比: n/a

本单元介绍描述物体运动的核心概念，是A-Level物理学中所有后续力学学习的基础。

**先修:** [第1单元所学的基础物理量与国际单位制单位](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u1-overview/)

## 学习目标

- 区分描述运动所用的标量和矢量运动学物理量
- 解读并绘制运动物体的位移-时间图和速度-时间图

## 单元概览

运动学研究物体的运动方式，暂不考虑导致运动产生的力。我们从定义核心物理量开始，逐步学习解决直线运动和曲线抛体运动问题。

本学习路径从基础定义逐步推进到实际问题求解，在介绍加速运动的代数方程之前，先通过图像方法培养直观认知。

本单元分为以下子主题：
- [路程、位移、速率、速度与加速度](https://www.owlsprep.com/study/cie-9702-u2-distance-displacement-speed-velocity-and/) — 区分标量与矢量，定义运动学核心术语。
- [运动的图像表示](https://www.owlsprep.com/study/cie-9702-u2-graphical-representation-of-motion/) — 讲解如何解读和绘制运动的位移-时间图与速度-时间图。
- [匀加速运动公式](https://www.owlsprep.com/study/cie-9702-u2-uniformly-accelerated-motion-equations/) — 推导并应用适用于恒定加速度运动的4个suvat公式。
- [自由落体](https://www.owlsprep.com/study/cie-9702-u2-free-fall/) — 分析仅在重力作用下加速的物体运动，包括相关实验方法。
- [抛体运动](https://www.owlsprep.com/study/cie-9702-u2-projectile-motion/) — 将抛体运动分解为水平和竖直分量，求解轨迹问题。

## 常见错误

- **错误做法:** 在计算中混淆标量（路程/速率）和矢量（位移/速度）
  - 原因: 这会导致符号错误和最终答案错误，在运动方向改变的情况中尤为明显
  - 正确做法: 始终确认题目要求的是标量还是矢量值，并根据参考方向正确分配符号
- **错误做法:** 对非匀加速运动使用suvat公式
  - 原因: suvat公式仅推导适用于恒定加速度，因此对加速度变化的运动会得出错误结果
  - 正确做法: 在本大纲中，对涉及非匀加速度的问题使用图像方法求解
- **错误做法:** 对标准抛体运动认为水平加速度不为零
  - 原因: 忽略空气阻力可忽略这一标准假设会导致轨迹计算错误
  - 正确做法: 除非题目明确说明，否则始终假设水平抛体运动满足$a_x = 0$

## 速查表

| 概念 | 核心公式/规则 |
| --- | --- |
| 平均速率 | $v_{av} = \frac{\text{total distance}}{\text{total time}}$ |
| 位移-时间图的斜率 | 等于速度 |
| 速度-时间图的面积 | 等于位移 |
| 速度-时间图的斜率 | 等于加速度 |
| SUVAT公式（恒定$a$） | $v = u + at$, $s = ut + \frac{1}{2}at^2$, $v^2 = u^2 + 2as$, $s = \frac{(u+v)}{2}t$ |
| 自由落体加速度 | $a = g = 9.81 \text{ m s}^{-2}$ 向下 |
| 抛体水平方向运动 | $a_x = 0$, $v_x = u_x = \text{constant}$ |
| 抛体竖直方向运动 | $a_y = g$, 遵循匀加速运动规则 |

## 下一步

请从第一个子主题开始学习本运动学单元，该子主题介绍了核心的标量和矢量定义，是你后续所有力学主题学习的基础。完成本单元所有子主题后，你将进入第3单元：动力学，该单元在运动学概念的基础上，解释力如何导致运动变化。

- [路程、位移、速率、速度与加速度](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u2-distance-displacement-speed-velocity-and/)
- [第3单元：动力学概览](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u3-overview/)
- [运动的图像表示](https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u2-graphical-representation-of-motion/)

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来自 [OwlsPrep](https://www.owlsprep.com) —— A-Level / IB / AP / IGCSE 免费学习指南，依据官方考纲编写。原页面：https://www.owlsprep.com/zh/study/cie-9702-u2-overview/