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瞬時速度和速率怎麼區分

生活 更新时间:2025-01-11 10:05:27
一、你對瞬時速度的感受

“瞬時速度,就是物體在某一時刻,或某一位置時的速度。”

這個很多人都知道,但卻無法理解。

雖然不理解,但你必須承認這個東西在生活中是确确實實存在的:生活中有很多都是變速運動——飛機起飛過程、汽車刹車過程、籃球抛出後在空中上升等等,……這些過程中,物體的速度時刻在發生改變,逐漸加快、或逐漸變慢,每一刻、每一個位置的速度都不一樣,這個速度,不就是瞬時速度?

瞬時速度和速率怎麼區分(瞬時速度的理解和測量)1

從變速運動的角度來講,我們都能理解瞬時速度,能感覺到它是真真切切存在的。但從測量的角度,就會很費解:隻有一個位置,沒有位移、沒有時間,怎麼計算、說明這個瞬時速度?

瞬時速度和速率怎麼區分(瞬時速度的理解和測量)2

二、瞬時速度怎麼測

平均速度是很容易測量的,某些情況下可以近似地代表瞬時速度。

如圖1所示,小車從斜面的A點由靜止滑到C點,A、C兩點間的平均速度我們可以求出。

B點在A、C兩點之間,如果要求不是很精确,用這個平均速度粗略地代表B點的瞬時速度,也未嘗不可。

瞬時速度和速率怎麼區分(瞬時速度的理解和測量)3

不過,如果把包含B在内的間隔取得更小一些,例如取圖2中的EF段,用EF段的平均速度代表B點的瞬時速度,就會更精确一些。

瞬時速度和速率怎麼區分(瞬時速度的理解和測量)4

可以這樣來解釋:當間隔很小時,這段時間(位移)内運動快慢的差異會很小,所以平均速度與瞬時速度就很接近。

實驗和實際生活中,經常就是用這種方法來測量瞬時速度的。

理論上來講,如果你取的這個間隔極其(無限)小,那就不是接近、近似了,此時計算出來的平均速度與瞬時速度完全相等。題外話:用數學極限的方法,确實可以精确計算出瞬時速度。

【總結】

瞬時速度和速率怎麼區分(瞬時速度的理解和測量)5

如果你真的很想知道瞬時速度怎麼測,數值怎麼來,可以簡單地這樣認為:

它就是物體在一個極度短的時間裡的速度,等于在一個很短很短很短的時間段裡的平均速度。

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