力學----運動學
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首先要先對「運動」下一個定義，所謂的運動指的是「物體在空間中的位置隨時間而改變」，所以整個運動學只包含了兩個基本物理量：空間、時間，然而在古典物理中，此二者是絕對的，也就是說，物體在運動時，空間及時間不會因此而受到影響；舉例來說，我們從香港坐飛機到紐約，不會改變香港與紐約間的距離，也不會改變我們和兩者的時間；但是，在愛因斯坦的狹義相對論中，空間與時間卻會因為物體的運動狀態而有所改變，只是這種改變要在接近光速的情形下才會明顯，所以高中物理所討論的都是絕對的空間與時間。
1.函數：接下來要討論的是空間與時間的函數關係，所謂的函數一定包含了自變數與應變數，由於在某一個時刻（瞬間），物體只能存在於一個位置，然而同一個位置可能可以對應到許多時刻，所以我們只能說位置是時間的函數，寫成數學式如下：
χ = f(t)
這就是為什麼我們畫出位置與時間關係曲線時，通常以位置為縱軸、時間為橫軸的原因，也就是當我們隨意畫一條與縱軸平行的直線，必定只能交曲線於一點。
2.向量與純量：這是物理上很重要的數學基礎，由於向量和純量的運算方式不盡相同，所以導致很多同學在學習這個部分時，產生很大的困擾，所以建議同學在此先將向量中的加、減法好好練習，尤其建議應把解析法學好，因為這樣不但可以方便計算，也可以為往後「力」的問題預作準備（雖然這需要用到三角函數，但是希望同學不要逃避，因為物理上用得到的並不難）。
3.位移：有了上述的數學基礎之後，我們開始正式定義位移，由於我們先簡單地討論直線上的運動，所以首先要定出零點，因為如果沒有座標，就沒有相對位置的關係，那也不用去討論運動的意義了；如果討論平面或空間的位移，則必須先定出原點的位置，依此，位移的定義就成為『位置的變化量』（Δχ，displacement，），SI制單位為：公尺m，是一種向量，因為移動的方向不同，結果的位置當然也會不同；另外請同學千萬不要忽略了單位，因為以後可能還需要用到單位來檢驗答案。
4.路徑：相對於位移，指的是一種純量，定義為『移動的距離』，SI制也是公尺 m，主要討論位置變化量的大小，不討論方向。
5.平均速度：接下來加入了時間的因素，『單位時間內的位移』（ υ﹦Δχ/Δt，average velocity），SI制單位為：公尺／秒m/s，可能有些同學覺得為什麼物理的定義都這麼奇怪，唸起來不太順，但是這是必須的，因為如果我們定義成「每秒所移動的位移」，那又太窄化了定義，因為有可能會用到公里及小時作單位，所以單位時間的意義比較恰當；由於時間是沒有方向的，所以速度也是一種向量。
另外有一點很重要的是速度在物理上所代表的意義是物體的『運動狀態』，舉例來說：如果一列火車和一部汽車以相同的速度（包含大小及方向）前進，則我們只能說它們的運動狀態相同，它們所受的力卻可能不同，這一點必須請同學記清楚。
6.瞬時速度：討論『極短時間內的位移』，（ υ﹦limt→0Δχ/Δt），SI制單位仍然是： m/s，在此必須加入數學中極限的概念，可能有些同學會想：「既然時間極短，那所移動的距離也應該極小，分子、分母都可視為零，所以應該沒有意義」，這就是對數學的極限不夠了解；在此建議大家用x-t圖的斜率來解釋，確實去了解割線斜率、切線斜率的意義。
7.加速度：討論『單位時間內速度的變化量』（ a﹦limt→0Δυ/Δt），SI制單位為： m/s2，這是一個大家經常出現迷思的物理量，它的意義就連大學生都經常弄錯，主要是因為當我們從位移推導到速度時，位移和速度的方向是一樣的，然而從速度推導到加速度時，它們的方向卻是截然不同，這一點讓許多同學感到混淆，在此建議一個比較簡單的分法讓同學思考看看：
前面說過，速度代表的是物體的運動狀態，也就是包含了快慢及方向，但是要讓速度產生變化必須要經過「力」的作用（這一點就必須提到牛頓的第二運動定律 F=ma了），也就是說，力的作用可以讓物體產生加速度，加速度的目的在改變物體的快慢或方向，所以「加速度的方向必須要和力的方向相同，速度的方向必須和運動 方向相同」，這兩者並不一定相關，只是加速度會影響速度，而速度不會影響加速度。
8.圖形：不管是x-t圖、v-t圖、a-t圖都必須花心思去了解其中的意義，從斜率、面積去體會其中的差異，因為有許多問題甚至可以直接由圖形去解更能快速得到答案；更重要的是，必須訓練解讀圖形的能力，因為不管是社會科學、自然科學都會經常看到圖形，我們必須及早訓練對圖形的熟悉度，這樣才能輕鬆地面對未來的挑戰。
9.等加速度直線運動：雖然整理起來只有三條公式，但是卻讓許多同學暈頭轉向，原因是同學還不習慣多個變數的問題，過去的數學頂多提到x、y、z，可是這三個公式（v=u+at、s=ut+1/2at2、v2=u2+2as，其實真正算起來只有兩條，但是為了計算方便，通常我們希望同學記三條）卻有v、u、s、a、t等五個變數，對數學基礎不好的同學，大概看到就投降了，其實大家注意看，每個公式都有u、a，所以當題目提到這兩個量時就必須特別注意，然後只要隨便利用其他的一個量，就全部都解得出來了，比較難的題目是，兩者只給一個的，這一類的題目就必須用解聯立的方式來處理了；剩下來的就是要小心方向，因為很多同學都錯在認為速度都是正的，忘記我們所選擇座標。
10.平面運動：高中的平面運動主要分為拋體運動、等速率圓周運動、簡諧運動等等，把速率圓周運動及簡諧運動放到最後，目的是希望先把動力學介紹完之後，再引入向心力及向心加速度，也是為了日後的行星運動、萬有引力定律預作準備；至於垂直的圓周運動則必須用到能量的概念。
（1）拋體運動：主要在訓練同學對向量分解的能力，只是大家千萬要記得，當物體離開發射位置之後，就只有受到重力，所以加速度一直向下，垂直方向作等加速度運動，水平方向因為不受力，所以作等速運動，這兩種運動組合而成的曲線就是拋物線，所以不管是斜上拋、水平拋、斜下拋都可以用這個觀念來處理。
（2）等速率圓周運動：等速率圓周運動因為速度的方向隨時間在變，所以一定需要有加速度，而因為速度的大小並沒有改變，所以只需要法線加速度與速度的方向垂直，目的在改變速度的方向，不需要切線加速度與速度的方向平行，目的在改變速度的大小，然而圓周的法線一定會通過圓心，所以又稱為向心加速度；在這裡最重要的是介紹了一個新的物理量－ω（角速度），它的定義是：ω=Δθ/Δt，但是在等速率圓周運動時，可以表示為： ω=2π∕T，其中 T是週期；又因為角度在物理上是沒有單位的，所以角速度ω的單位是：1/s，經由這個解釋大家就能了解為什麼速率為： υ = rω、向心加速度為：a = rω2
（3）簡諧運動：簡諧運動的全名應該叫做簡單的諧律運動，因為是諧律運動，所以會有週期；因為是簡單的，所以我們可以找到對應的圓周運動來作投影；事實上，並不是所有的諧律運動都可以如此，只是大部分的問題都能夠用一點近似來處理，所以在物理上它仍然是一個相當重要的主題。
處理簡諧運動時最好的方式是尋找它所對應的等速率圓周運動，然後運用投影的方式來找出它的x-t，v-t，a-t關係式，例如：如果從端點出發，週期為T，則可以寫出下列三個式子：x=Rsinω、v=Rωcosωt、a=-Rω2sinωt（其中ω=2π∕T），其實上面的式子可以由微分得到。簡諧運動在彈簧問題上的使用也很頻繁，所以同學必須經由推導得知彈簧的週期公式：T=2π√(m∕k)，千萬不要嫌麻煩。
整體而言，運動學是力學的開端，算是基礎訓練，因為往後許許多多的計算都必須使用到運動學的概念，依照以往的經驗，有一部分同學在這裡就開始害怕物理，接下來的課程內容又經常用到，所以一直被運動學牽絆著，就算到了高考還是掛念著基礎不好，不如在這裡就用心把它學好，在面對未來的物理課程時才能更有信心。
