論述高中物理中速度、速率、加速度的區(qū)別與關(guān)系

鄧頓

摘要：對于我們高中生來說，高中物理的學(xué)習(xí)可謂印象深刻，我們在學(xué)習(xí)的過程中，內(nèi)心也在掙扎和斗爭，特別是關(guān)于物理中速度、速率、加速度的內(nèi)容，這些都是比較抽象的知識，在它們面前也許我們會感到自己學(xué)習(xí)中的挫敗。本文就針對速度、速率、加速度的相關(guān)內(nèi)容進行介紹，我們經(jīng)常混淆的地方也會在文中有相應(yīng)的講解。

關(guān)鍵詞：高中物理；速度；速率；加速度

關(guān)于高中物理學(xué)習(xí)中的速度、速率、加速度，對我們來說是比較抽象的內(nèi)容，而且理解起來也會有些困難?；A(chǔ)比較差的同學(xué)學(xué)起來會更加吃力。在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時，我們要給自己制定一個適合自己的的完整計劃，對有關(guān)于速度、速率、加速度的知識點進行細致地學(xué)習(xí)，將與其有關(guān)的問題設(shè)置與現(xiàn)實生活中的現(xiàn)象相結(jié)合。從自己的實際情況出發(fā)來對自己進行訓(xùn)練，從而深刻理解和熟練掌握所學(xué)知識。

1.速度和速率的區(qū)別與關(guān)系

在物理學(xué)中，兩個重要的基本概念就是速度和速率，二者之間是有一定區(qū)別的，然而又有一定的聯(lián)系。首先，我們來認識一下速度和速率之間的不同之處。如下圖所示，在空間中有一個質(zhì)點，質(zhì)點做的是曲線運動，質(zhì)點用了△t速度和速率是物理學(xué)的兩個重要基本的時間來通過曲線AB段，那么質(zhì)點所用的平均速度為V= △r/△t ，其中表示質(zhì)點位移矢量的是△r，所以我們可以知道平均速度也是一個矢量，它不僅有方向，也有大小。根據(jù)圖示我們可以得到，質(zhì)點的平均速率為v =△S /△t，質(zhì)點經(jīng)過曲線段的長度為△S，所以我們可以得到平均速率是一個標(biāo)量，即它只有大小，沒有方向。我們可以從圖看出，即使我們只算大小的情況下，平均速度絕對值的大小和平均速率也是不一樣的，因為|△r|<

△S，所以初速度是大于平均速度的。在以上我們寫出的平均速度公式中，當(dāng)經(jīng)過時間趨近于零，那么瞬時速度就是平均速度的極限，所以瞬時速度也是一個矢量。瞬時速率表示的是平均速率的極限，所以，瞬時速率是一個標(biāo)量。總得來說，速度和速率之間是有區(qū)別的。

下面我們就來看看速度和速率二者之間的關(guān)系。根據(jù)瞬時速度和瞬時速率的公式，從圖示中可以得到，在取極限時，直線I△r I的長度是和曲線AB的長度一樣的，也就是△S =|△r|，所以瞬時速度和瞬時速率的大小是相等的。當(dāng)質(zhì)點在一定方向上，反向除外，做直線運動時，質(zhì)點運動的路程和位移的絕對值大小是一樣的。所以，在同一個時間段里，平均速率與平均速度的大小是一樣的，所以在這種情況下，我們可以稱平均速度為平均速率，但是，在多數(shù)情況下，我們只能說瞬時速率的大小等于瞬時速度。

2.速度與加速度的區(qū)別與關(guān)系

上文我們已經(jīng)介紹了關(guān)于速度的概念，那什么是加速度呢，與之相關(guān)的概念又有哪些？它與速度之間有什么樣的關(guān)系呢？

首先，我們知道關(guān)于加速度的特點，它是客觀存在于自然界中的，并不是科學(xué)界研究出來的，因為對于物體的靜止和運動都是相對來說的，沒有完全的絕對，所以在自然界中的任何物質(zhì)都可能有加速度的存在。加速度是主要應(yīng)用于經(jīng)典力學(xué)中有大小和方向的，矢量。加速度在我們的物理學(xué)習(xí)中非常重要，它可以幫助我們更加深刻地理解速度、位移和力的概念。加速度指的是物體運動在單位的時間內(nèi)速度的變化量，它的公式是a=△V/△t，單位為m/S2。從公式中我們可以得到，速度的變化量與加速度的變化量在方向上是一樣的。在物體進行直線運動時，如果物體加速度和物體的運動方向相同，那么物體運動速度變快。如果物體的加速度與其運動方向相反，那么物體運動速度將減小。對于加速度公式，我們需要注意的是：第一，勻速圓周運動不是勻變速和勻加速運動，它的向心加速度方向隨著運動不停在變化，但都指向圓心；第二，關(guān)于加速度的符合表示的是方向而和大小無關(guān)；第三，加速度因為選取的參照物不同而改變，多數(shù)情況下，我們選取地面來進行參照；第四，加速度和速度之間沒有什么一定的聯(lián)系，物體運動的速度可以很大，但是它的加速度可以很小，或者它的速度很小，但是加速度可以很大。在我們對加速度進行具體的求解時，一般使用物體末速度減去初速度得到的結(jié)果再與時間相比，那么就是加速度了，符合的正負，代表加速度方向為物體運動方向或者和物體運動反向。

3.速率與加速度的區(qū)別與聯(lián)系

前面已經(jīng)對速率和加速度都有了描述，這里只簡單比較一下。某個時刻速度的大小指的是速率，而速度在單位時間內(nèi)的變化量用加速度來表示。速率在每個時刻都是由意義的，但是對于加速度的計算需要通過前后單位時間的速度比較。比如說，物體處于勻加速直線狀態(tài)，在第一秒的速率為1，它在第二秒的速率為3，我們可以算出加速度為2。從這個例子中我們就可以看出加速度和速率之間的聯(lián)系。

4.結(jié)語

綜上所述，我們在學(xué)習(xí)高中物理時，不能只一味地埋頭做題，雖然高考很重要，但是我們不能僅僅為了高考去學(xué)習(xí)。我們要培養(yǎng)自己學(xué)習(xí)物理的興趣，對于這些抽象的地方，更要積極主動的去加深理解，對我們的學(xué)習(xí)和生活都會有所裨益。

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（作者單位：雅禮中學(xué)，湖南 長沙 410000）