Đọc vị trí theo thời gian, nhận biết chiều chuyển động và xác định vận tốc bằng độ dốc của đồ thị.
Vẽ và đọc được đồ thị độ dịch chuyển – thời gian của chuyển động thẳng; xác định độ dịch chuyển, thời gian, vận tốc từ các đoạn thẳng trên đồ thị; phân biệt độ dốc âm, dương và bằng không.
Thu thập bảng số liệu, chọn tỉ lệ hai trục, biểu diễn điểm, giải thích đồ thị và tự kiểm chứng kết quả bằng tính toán.
Với chuyển động thẳng, chọn gốc tọa độ tại vị trí ban đầu và chiều dương xác định. Trục hoành biểu diễn thời gian t (s); trục tung biểu diễn độ dịch chuyển d (m) tính từ vị trí đầu. Đồ thị cho biết d tại mỗi thời điểm. Khi vị trí đầu khác gốc, cần phân biệt tọa độ x với độ dịch chuyển d = x − x₀.
Trên khoảng thời gian từ t₁ đến t₂, vận tốc trung bình bằng độ dốc của đoạn thẳng nối hai điểm tương ứng trên đồ thị d–t.
Nếu bắt đầu tính thời gian tại lúc xuất phát (d = 0 khi t = 0), đồ thị là đường thẳng qua gốc tọa độ có độ dốc bằng vận tốc không đổi.
Đoạn đi lên: vận tốc dương. Đoạn đi xuống: vận tốc âm. Đoạn nằm ngang: độ dịch chuyển không đổi (vật đứng yên trong khoảng đó). Độ dốc càng lớn về trị tuyệt đối thì độ lớn vận tốc càng lớn, không đồng nghĩa quãng đường lớn hơn ở mọi khoảng thời gian.
Dự đoán: Nếu đoạn CD đi xuống trong đồ thị d–t thì vận tốc trên CD có dấu gì? Khi B và C cùng độ dịch chuyển, vật đã làm gì?
Mô hình: Ba đoạn chuyển động thẳng đều nối tiếp, thời gian luôn tăng; độ dịch chuyển có thể tăng, giảm hoặc giữ nguyên. Dữ liệu dưới đây là dữ liệu giả lập.
Thao tác: Thay đổi thời điểm và độ dịch chuyển của B, C, D; so sánh ba độ dốc; quan sát khi BC nằm ngang hoặc CD đi xuống.
Giới hạn: mô hình tuyến tính từng đoạn, không mô tả gia tốc tại các thời điểm gãy. Nó không thay thế dữ liệu thực nghiệm.
Rút ra kết luận: Một đoạn có độ dốc âm có bắt buộc độ dịch chuyển tại mọi điểm âm hay không? Vì sao?
Dùng thước đo vị trí của xe tại các thời điểm do video quay chậm hoặc bộ cảm biến cung cấp. Lập bảng t (s) và d (m), đánh dấu điểm lên hệ trục, nối các điểm phù hợp. So sánh độ dốc ở những khoảng thời gian và thảo luận sai số đo vị trí, thời gian. Không tự ý suy diễn đoạn nối thẳng khi dữ liệu chưa chứng tỏ vận tốc không đổi.
Video tham khảo: Tìm bài giảng trên YouTube (mở ngoài) để tránh lỗi trình phát nhúng 153.
Sáu nhánh kiến thức về đồ thị độ dịch chuyển – thời gian.
Cảm biến siêu âm hoặc bộ ghi hình có thể tạo bảng vị trí theo thời gian; phần mềm chuyển bảng dữ liệu thành đồ thị để nghiên cứu chuyển động.
Đồ thị vị trí theo thời gian cho thấy khi nào một phương tiện dừng lại và khi nào quay về; vận tốc là độ dốc, không phải độ cao của đường biểu diễn.