“運動的描述”中的疑問辨析

徐高本

1.體積小的物體才可以看作質點嗎？

許多同學認為體積小的物體才可以看作是質點，顯然這是錯誤的。因為能否把一個物體看作是質點不是以物體的形狀和大小作為標準的，而是以物體的形狀和大小在所研究的問題中起的作用來作為標準的。如陀螺很小，但研究其轉動時就不能看作質點。

2.物體的位移越大，則物體的速度一定越大嗎？

速度是表示物體運動快慢的物理量，其計算公式為v=△x/△t，此式說明速度的大小和位移與時間的比值有關。有的同學認為物體的位移越大，則物體的速度一定越大，顯然這種理解是錯誤的，實際上速度不能反映物體發生位移的大小。比如人行走的速度比汽車行駛的速度小，如果人運動的時間足夠長，則人的位移可以比汽車的位移大。所以，不能認為位移越大，速度就越大。速度與位移變化了多少或用了多長時間沒有關系。用位移與時間的比值比較物體運動的快慢，事實上是比較相同時間內位移的大小。

3.物體的速度方向一定和位移方向相同嗎？

速度是矢量，它具有方向，速度的方向就是物體運動的方向。物體的速度方向和位移方向沒有直接關系，不能認為位移方向向哪，速度方向就向哪。速度方向具有瞬時性，與“時刻”或“位置”相對應，而位移是一個過程量，與“時間”相對應。如圖1所示，一輛汽車從

t=0時刻開始，由坐標原點O沿x軸正方向行駛，到達B點后再掉頭向x軸負方向運動，t=t₀時刻到達A點，則此時汽車的速度方向與汽車位移方向相反。

4.加速度為負，物體一定做減速運動嗎？

同學們知道，加速度是矢量，其正、負分別代表加速度與規定的正方向是相同或相反，而判斷一個物體的運動是加速還是減速，要從加速度方向與物體的初速度方向是否相同來判斷。若二者同向，則為加速；若相反，則為減速。在教材里，對做勻加速直線運動的物體，計算時，a都取正值；對做勻減速直線運動的物體，“都取負值。當不知道物體是做加速運動還是做減速運動時，可以把a作為未知量進行計算，若計算出加速度a<0，就表示做減速運動，若計算出加速度a>0，就表示做加速運動。這實際上是有條件的，只有符合條件，才正確，其條件就是必須選定初速度v₀的方向為正方向。如在豎直下拋運動中，初速度方向與加速度方向相同，所以豎直下拋運動為勻加速直線運動。在豎直上拋運動中，上升階段，初速度方向與加速度方向相反，為減速運動階段；下落階段，實際上是自由落體運動，為加速運動階段。很顯然，判斷是做加速運動還是減速運動的依據不是加速度的正負，而是從加速度方向與物體初速度方向是相同還是相反的角度去判斷。

5.速度與加速度有必然的聯系嗎？

速度是描述物體運動快慢和方向的物理量，是位移和時間的比值；加速度是描述物體速度變化快慢和方向的物理量，是速度變化和時間的比值。速度和加速度雖然都是矢量，但速度的方向就是物體運動的方向，而加速度的方向不是速度的方向，而是速度變化的方向，所以加速度的方向和速度的方向沒有必然的聯系。在直線運動中，加速運動時加速度與速度方向一致，減速運動時加速度與速度方向相反。速度的大小與加速度大小也沒有必然的聯系。物體的速度大，加速度不一定大，如空中勻速飛行的飛機，速度很大，加速度為零；物體速度小，加速度不一定小，如彈簧振子運動到其最大位移處速度為零，但加速度卻是最大。還有在變加速運動中加速度在減小而速度卻在增大，以及加速度不為零而物體的速度大小卻不變（如勻速圓周運動）等情況。

6.平均速度與平均速率一定有關嗎？

平均速度是位移與時間的比值，表示做變速直線運動的物體在某一段時間內的運動快慢程度，只是粗略地描述物體的運動快慢。在變速直線運動中，不同時間段（或不同位移）內的平均速度一般是不相同的，求出的平均速度必須指明是對應哪段時間（或哪段位移）。平均速率是路程跟時間的比值，表示質點運動快慢。平均速度的大小和平均速率的大小無確定的關系，只有無往復的直線運動，平均速度的大小才等于平均速率，有往復的直線運動和曲線運動中，平均速度小于平均速率，平均速率的計算往往出現在非直線運動中，求解時要找準對應時間的路程，嚴格按照平均速率的定義——“路程與所用時問的比值”計算。