高中物理 運(yùn)動(dòng)的描述——位置變化快慢的描述:速度

先看課本開始的問題

初中階段我們把路程與時(shí)間的比值叫做速度,用來(lái)表示物理運(yùn)動(dòng)的快慢。前面我們講了路程就是物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,很明顯在直線單向運(yùn)動(dòng)中,路程和位移大小相等,可以用初中定義的速度來(lái)描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢,但在其它情況下就不合適了,而且我們還想知道物體每一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向,那就需要一個(gè)更準(zhǔn)確的物理量來(lái)進(jìn)行描述。
運(yùn)動(dòng)員在比賽過(guò)程中,從起跑,加速,維持加速到?jīng)_刺的每個(gè)環(huán)節(jié)速度都不可能是一樣的。
速度(這里的速度和初中所學(xué)的速度含義不完全相同)
1.速度的概念
物體在運(yùn)動(dòng)時(shí),它的位置在不斷地發(fā)生變化,不同的運(yùn)動(dòng)位置變化的快慢往往不同。為了比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢,最容易想到的有兩種方法:
一種是在位移相同的情況下,比較所用時(shí)間的長(zhǎng)短。時(shí)間短的物體運(yùn)動(dòng)快,時(shí)間長(zhǎng)的物體運(yùn)動(dòng)慢;
另一種是在時(shí)間間隔相同的情況下比較位移的大小,位移大的物體運(yùn)動(dòng)的快,位移小的物體運(yùn)動(dòng)的慢。
如果兩個(gè)不同的運(yùn)動(dòng),它們的位移和時(shí)間都不同,如何比較運(yùn)動(dòng)的快慢呢?
物理學(xué)上為了統(tǒng)一比較標(biāo)準(zhǔn),就用位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值來(lái)表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢,這就是速度,通常用字母?v?來(lái)表示。
例如一個(gè)物體從A點(diǎn)經(jīng)過(guò)的時(shí)間運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)位移為
,那么它的速度
,有的時(shí)候時(shí)間用 t,位移用 x, 公式就可以寫成這樣
。
要注意的是,上述公式并不代表速度跟位移成正比,也不代表速度與時(shí)間成反比。因?yàn)槲灰婆c時(shí)間是相互對(duì)應(yīng)的,例如勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體位移大,速度也不會(huì)變大,時(shí)間短,速度也不會(huì)變大。
我們將速度的這種定義叫做比值定義法。比值定義法是物理學(xué)中根據(jù)已知物理量定義新物理量的一種常見手段。
根據(jù)上面的定義,速度可以理解為單位時(shí)間內(nèi)物體的位移。位移是一個(gè)矢量,所以速度也是一個(gè)矢量,滿足矢量的一切特點(diǎn),不但有大小,而且有方向。其大小在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)位移的大小,速度的方向跟這段時(shí)間內(nèi)位移的方向相同。因此物理學(xué)中說(shuō)的速度是一個(gè)同時(shí)包含了物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向兩個(gè)信息的物理量。
例如物體從A點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過(guò)半小時(shí)勻速直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn);再?gòu)腂點(diǎn)經(jīng)過(guò)30分鐘勻速直線運(yùn)動(dòng)回到了A點(diǎn),兩次運(yùn)動(dòng)的速度是否相同呢?
很明顯是不同的,雖然兩次的速度大小相等,但方向相反。所以物理學(xué)中說(shuō)速度發(fā)生變化可能是速度的大小變了,方向沒變;也可能是速度的大小沒變,但方向變了;還可能是速度的大小和方向都改變了。所以同學(xué)們?cè)谧鲱}的時(shí)候題目問速度變不變,一定要考慮大小和方向。
2.速度的單位

總結(jié)
速度的概念:位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值。
速度是由比值定義法得到的,是一個(gè)矢量,既有大小又有方向,既描述了物體運(yùn)動(dòng)的快慢,也描述了運(yùn)動(dòng)的方向。
在國(guó)際單位之中,單位是米每秒,寫作

或
