高中物理 运动的描述——位置变化快慢的描述:速度

先看课本开始的问题

初中阶段我们把路程与时间的比值叫做速度,用来表示物理运动的快慢。前面我们讲了路程就是物体的运动轨迹,很明显在直线单向运动中,路程和位移大小相等,可以用初中定义的速度来描述物体运动的快慢,但在其它情况下就不合适了,而且我们还想知道物体每一时刻的运动方向,那就需要一个更准确的物理量来进行描述。
运动员在比赛过程中,从起跑,加速,维持加速到冲刺的每个环节速度都不可能是一样的。
速度(这里的速度和初中所学的速度含义不完全相同)
1.速度的概念
物体在运动时,它的位置在不断地发生变化,不同的运动位置变化的快慢往往不同。为了比较物体运动的快慢,最容易想到的有两种方法:
一种是在位移相同的情况下,比较所用时间的长短。时间短的物体运动快,时间长的物体运动慢;
另一种是在时间间隔相同的情况下比较位移的大小,位移大的物体运动的快,位移小的物体运动的慢。
如果两个不同的运动,它们的位移和时间都不同,如何比较运动的快慢呢?
物理学上为了统一比较标准,就用位移与发生这段位移所用时间的比值来表示物体运动的快慢,这就是速度,通常用字母 v 来表示。
例如一个物体从A点经过的时间运动到B点位移为
,那么它的速度
,有的时候时间用 t,位移用 x, 公式就可以写成这样
。
要注意的是,上述公式并不代表速度跟位移成正比,也不代表速度与时间成反比。因为位移与时间是相互对应的,例如匀速直线运动的物体位移大,速度也不会变大,时间短,速度也不会变大。
我们将速度的这种定义叫做比值定义法。比值定义法是物理学中根据已知物理量定义新物理量的一种常见手段。
根据上面的定义,速度可以理解为单位时间内物体的位移。位移是一个矢量,所以速度也是一个矢量,满足矢量的一切特点,不但有大小,而且有方向。其大小在数值上等于单位时间内位移的大小,速度的方向跟这段时间内位移的方向相同。因此物理学中说的速度是一个同时包含了物体运动快慢和方向两个信息的物理量。
例如物体从A点出发,经过半小时匀速直线运动到达B点;再从B点经过30分钟匀速直线运动回到了A点,两次运动的速度是否相同呢?
很明显是不同的,虽然两次的速度大小相等,但方向相反。所以物理学中说速度发生变化可能是速度的大小变了,方向没变;也可能是速度的大小没变,但方向变了;还可能是速度的大小和方向都改变了。所以同学们在做题的时候题目问速度变不变,一定要考虑大小和方向。
2.速度的单位

总结
速度的概念:位移与发生这段位移所用时间的比值。
速度是由比值定义法得到的,是一个矢量,既有大小又有方向,既描述了物体运动的快慢,也描述了运动的方向。
在国际单位之中,单位是米每秒,写作

或
