牛顿力学
匀变速直线运动
研究匀加速直线运动。通过斜率等于加速度的线性 v–t 图验证 与 。
器材
- 沿直线运动物体的3D模型（带轨迹）
- 扫掠运动过程的时间滑块
- 调节加速度的参数滑块
- v–t、x–t 图及读数行
实验步骤
读取 v–t 图的斜率
运行模拟并拖动时间滑块：v–t 图上速度沿直线上升。任选两点求斜率，与加速度读数比较——斜率恰好等于 。
用图下面积验证路程
用滑块选定时刻 t，读出画布上的位置 x。该时刻前 v–t 线下的梯形面积等于 ——正是位移 ；对比两种算法。
改变加速度并观察曲率
拖动参数滑块增大 a：v–t 直线变陡，x–t 曲线弯曲加剧。试试 a 为负，观察物体先减速再反向；由 预测停止时刻，再在图上验证。
模拟
实验历史
1604年，伽利略由斜面实验发现下落距离与时间平方成正比——匀变速运动的基础。他在《对话》（1638）中发表了“奇数定理”（相等时间间隔内路程之比为1:3:5:7…）。
十四世纪的奥雷姆已画出速度–时间图的思想（运动几何学），但直到伽利略才有了实验测量。牛顿随后把加速度纳入动力学定律体系（1687），使 成为恒力的推论。