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平均速率等于平均速度的大小是否正確(平均速率等于平均速度的大小嗎)

上一節課學習的是位置變化的描述用位移來表示,說的是位置變化的大小,以及方向。以及位置變化用了多少的時間。咱們能夠清楚地描述出來。

我們知道自然界的物體時時刻刻的位置,都在發生改變,即在運動。不同的物體運動的快慢也不盡相同。咱們可以用以下方法來比較運動快慢。

平均速率等于平均速度的大小是否正確(平均速率等于平均速度的大小嗎)

方法一:相同的位置變化,比較變化的時間,時間越短,則物體運動是越快的。

方法二:相同的時間內,比較位置變化的遠近。位置變化越遠,則物體運動越快。這是兩種直觀的比較運動快慢的方法,保證一個量相同,比較另外一個量的大小,從而比較快慢。

用以上兩種方法來比較快慢有不足之處。那便是,用這種方式來比較兩個變化量其中有一個是相同的。如果位移和時間都不相同的話,就無法比較了。那就需要找一種沒有局限的方法,來比較運動的快慢。那就是用位移與發生位移的時間的比值,表示運動的快慢。這就是速度。

位移是有方向的,時間沒有方向,故速度和位移的比值即速度也是有方向的。方向與位移的方向是一致的。故速度也是矢量。

但是問題是我們在具體問題中需要仔細辨別問題的速度指的什么意思。例如,從家到學校的速度,指的是整個過程的速度,描述的整個過程的運動的 快慢。這個速度我們稱為平均速度。例如經過進入學校大門的速度,問的是某個地點,某個時刻的速度,那這個速度就是瞬時速度。

平均速率等于平均速度的大小是否正確(平均速率等于平均速度的大小嗎)

例如書上的汽車儀表盤,顯示的都是當下汽車的瞬時速度。還有公路上的限速攝像頭,都限制的是經過攝像頭時的速度不能超過某一個值。還有一種是區間測速,它限制在終點和起點的兩個攝像頭之間的這段路上,平均速度不能超過某一個值。它限制的就是平均速度的大小。

不管瞬時速度還是平均速度,都是有大小,也有方向,都是矢量。

平均速率等于平均速度的大小是否正確(平均速率等于平均速度的大小嗎)

但是生活中還有一種情況,用瞬時速度,還是平均速度確是解釋不了的。比如說早上跑早操,跑了三圈,又回到了出發點。位移為0,但是在跑的過程中明明是運動的,瞬時速度不為0,平均速度為0.這好像跟我們的常識,好像就有一些矛盾。其實在這個情境下,其實這里的速度指的就是用路程除以時間,我們叫做速率。因為路程,時間都沒有方向,所以說速率也沒有方向,是一個標量。那這里用速率表示出運動的快慢就最合適了。

所以,在我們的學習生活中,當問你速度時,思考一下,問的是瞬時速度,平均速度,還是速率。做好區分,那就不會在分析過程中出現差錯。記得描述速度時,不要忘記方向了。

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