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title: "力学教材：运动、力与能量 | Sandbox Physics"
description: "互动物理教材第一卷。先学会描述和测量运动，再用一次下落的记录检验匀加速模型。"
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  en: "https://sandboxphysics.com/learn/mechanics/"
last_modified: "2026-10-28"
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[互动物理教材](https://sandboxphysics.com/zh/learn/)

第一卷

# 运动、力与能量

互动物理教材第一卷。先学会描述和测量运动，再用一次下落的记录检验匀加速模型。

怎样描述和测量运动，用力预测运动，再用能量和动量求解？

先修：高中代数、几何和三角函数。导数、积分和矢量在第一次用到时讲解。

## 现在可以读的章节

### 第一单元：描述和测量运动

第 1—3 章是一个连续的小单元：第 1 章从图像读出运动，第 2 章把相机的逐帧记录变成位置和速度估计，第 3 章用一次下落的记录检验匀加速模型。

[第 1 章 怎样描述一次运动？ 位置图的高度是位置，斜率是速度；速度图下的带符号面积是位移。学会从图像读出方向、快慢和路程。 Lab：运动图像工作台](https://sandboxphysics.com/zh/learn/mechanics/describing-motion/) [第 2 章 相机怎样测出运动？ 相机只记下每一帧的像素。先标定成位置，再用差分或局部拟合估计速度，看清噪声和平滑各带来多少误差。 Lab：运动测量与数值微分](https://sandboxphysics.com/zh/learn/mechanics/measuring-motion-with-a-camera/) [第 3 章 怎样检验匀加速模型？ 用一次下落的记录拟合释放高度、初速度和重力加速度，读懂残差，分清精密与准确。 Lab：自由落体与重力测量](https://sandboxphysics.com/zh/learn/mechanics/testing-constant-acceleration/)

## 全卷章节安排

1. 第 1 章 · [怎样描述一次运动？](https://sandboxphysics.com/zh/learn/mechanics/describing-motion/)

   一条位置曲线能告诉我们什么？

   先修：坐标与函数图像。

2. 第 2 章 · [相机怎样测出运动？](https://sandboxphysics.com/zh/learn/mechanics/measuring-motion-with-a-camera/)

   像素能直接告诉我们速度吗？

   先修：第 1 章。平均值和重复数据的分散程度在本章讲解。

3. 第 3 章 · [怎样检验匀加速模型？](https://sandboxphysics.com/zh/learn/mechanics/testing-constant-acceleration/)

   一次下落怎样测出重力加速度？

   先修：第 1、2 章。拟合与残差在本章引入，矩阵推导放在选读节。

4. 第 4 章 · 换一个观察者，什么会变？ 编写中

   同一次运动怎样有不同的描述？

   先修：第 1—3 章。

5. 第 5 章 · 速度大小不变，为什么仍会加速？ 编写中

   转弯时速度怎样改变？

   先修：第 1、3 章及矢量短节。

6. 第 6 章 · 力怎样改变运动？ 编写中

   一张受力图应该画哪些力？

   先修：第 4、5 章。

7. 第 7 章 · 接触面什么时候会滑？ 编写中

   摩擦力何时足以维持共同运动？

   先修：第 6 章。

8. 第 8 章 · 绳子和滑轮怎样连接运动？ 编写中

   为什么两个物体不能各自任意加速？

   先修：第 6、7 章。

9. 第 9 章 · 一段路上的力怎样改变动能？ 编写中

   为什么只知道终点的力还不够？

   先修：第 6 章及积分短节。

10. 第 10 章 · 什么时候可以只比较初态和末态？ 编写中

    势能怎样简化运动问题？

    先修：第 9 章。

11. 第 11 章 · 碰撞时哪些量守恒？ 编写中

    为什么动量和动能要分别检查？

    先修：第 6、9 章。

12. 第 12 章 · 力作用在哪里，为什么重要？ 编写中

    怎样从平衡走到转动？

    先修：第 5、6、9、11 章。

13. 第 13 章 · 怎样判断转动会不会改变？ 编写中

    收拢手臂为什么会转得更快？

    先修：第 11、12 章。

14. 第 14 章 · 同一条引力规律怎样解释下落和轨道？ 编写中

    物体为什么能绕天体运行？

    先修：第 5、10、13 章。