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平均速度能否粗略描述物体运动快慢?人教版高中物理必修一为你解答

更新时间:2024-10-14 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

我们先来看看。人民教育出版社高中物理必修课1第一章第三节“位置变化速度的描述——速度”给出了平均速度的定义:8ZV物理好资源网(原物理ok网)

也就是说,速度定义位移时间的比率。他还说,“平均速度描述了物体在一段时间内运动的平均速度和方向。”也就是说,平均速度只能粗略地描述运动的速度。8ZV物理好资源网(原物理ok网)

平均速度真的可以粗略地描述物体移动的速度吗?8ZV物理好资源网(原物理ok网)

有时有效,有时无效!8ZV物理好资源网(原物理ok网)

对于单方向的直线运动,平均速度可以粗略地描述物体在一段时间内运动的快慢。8ZV物理好资源网(原物理ok网)

对于直线运动或有往返运动的曲线运动,平均速度是否可以用来粗略地描述物体在一段时间内的运动速度?8ZV物理好资源网(原物理ok网)

看下面的例子:8ZV物理好资源网(原物理ok网)

“一个人沿着斜坡骑自行车留学之路,从坡底到坡顶,再从坡顶到坡底来回。据了解,上坡平均速度为4m /s,下坡的平均速度是6m/s。”8ZV物理好资源网(原物理ok网)

根据平均速度的定义,由于一圈的位移为零,所以平均速度也为零。8ZV物理好资源网(原物理ok网)

然而,这个“零”是什么意思呢?8ZV物理好资源网(原物理ok网)

是否可以说它是对骑行者在往返过程中的运动速度的粗略描述?8ZV物理好资源网(原物理ok网)

不合理。也不能接受啊!8ZV物理好资源网(原物理ok网)

它只是应用定义来制作“游戏”。8ZV物理好资源网(原物理ok网)

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如果你想做这种定义明确的游戏就去做吧。这里我们不深究,也不是本文的重点。8ZV物理好资源网(原物理ok网)

我们再看一下。人民教育出版社《高中物理必修课二》第六章第一节“圆周运动”中给出了线速度的定义:8ZV物理好资源网(原物理ok网)

即,线速度由弧长与时间之比定义。事实上,线速度也有平均值和瞬时值。高中水平,仅涉及8ZV物理好资源网(原物理ok网)

非常非常小时,8ZV物理好资源网(原物理ok网)

瞬时线速度(通常称为线速度)。8ZV物理好资源网(原物理ok网)

那么线速度的方向呢?8ZV物理好资源网(原物理ok网)

书中写道:“线速度的方向是物体做圆周运动时点的切线方向”——这是生活强加的!8ZV物理好资源网(原物理ok网)

这种修修补补的概念让物理学有些难以忍受。8ZV物理好资源网(原物理ok网)

我们不用担心这个。8ZV物理好资源网(原物理ok网)

让我们回到平均线速度。平均线速度可以粗略地描述物体在圆周上运动的速度。平均线速度不是一般意义上的平均速度的大小,而是平均速度的概念。即平均速度用来粗略地描述一段时间内圆周运动的速度。8ZV物理好资源网(原物理ok网)

由此看来,对于直线运动或者有来回运动的曲线运动,平均速度难道不能粗略地描述运动的快慢吗?8ZV物理好资源网(原物理ok网)

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不完全是。8ZV物理好资源网(原物理ok网)

如果我们事先不知道物体的运动路径,只有一定的起始和结束位置(即一定的位移)高中物理平均速度怎么求,我们可以(也只能)用平均速度来粗略地描述物体的速度。物体在这个位移范围内的运动,甚至可以用平均速度方向来粗略地描述物体在这个位移范围内的运动方向。8ZV物理好资源网(原物理ok网)

请看下面的例子:8ZV物理好资源网(原物理ok网)

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如图1所示,B地点发生火灾,A地点消防队同时出动A、B两辆消防车前往B地点灭火。如果从A地点到B地点没有固定道路可通B(或者有多条路径可供选择),两辆车的驾驶员由于某种原因,选择了不同的路线到达B点(如图1虚线曲线所示)。 A 车经过较长距离后,与 B 车同时到达地点 B。谁更快?从位置变化的速度来看,A车和B车平均速度一样快,因为此时的目的地是B点。虽然A车实际上行驶的距离更长,但从位置变化来看(这可以准确体现灭火的时效性) ),你不快,也就是运动的快慢可以用此时的平均速度来大致描述。平均速度的方向是从A到B。粗略地说,这也是车辆运动的方向,即车辆从A运动到B。8ZV物理好资源网(原物理ok网)

由于这种情况下运动路径的不确定性,只有确定的起始位置和结束位置。我们只能描述从A到B整个过程的速度和方向,而不能(也不需要)描述中间某段时间的速度。健康)状况。8ZV物理好资源网(原物理ok网)

但如果从A到B只有一条路,则运动路线轨迹确定(如图2虚线所示),8ZV物理好资源网(原物理ok网)

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路线上的每个点都是移动的必经点。两辆车A和B同时沿路线出发。当A车到达B点时,B车在途中刚刚到达C点。显然,B车排量大,平均速度高,但是能说B车移动得快吗?不能!否则就是不合理的。他们已经到了高中物理平均速度怎么求,而你还在路上!此时应采用平均速率8ZV物理好资源网(原物理ok网)

(距离与时间的比值)粗略地描述物体在一段时间内的运动速度。显然A车的平均速度很大,我们说A车移动得快。8ZV物理好资源网(原物理ok网)

也正是因为运动的轨迹是确定的,物体的位置也是确定和已知的,所以我们不能笼统地说:“平均速度的方向就是物体运动的方向”,我们只能说: “瞬时速度的方向就是物体运动的方向。”8ZV物理好资源网(原物理ok网)

综上所述,要准确描述物体在某一时刻运动的速度和方向,采用瞬时速度;粗略地描述物体在一定时间内运动的快慢,有时用平均速度,有时用平均速度。关键要看物体是否有明确的、已知的运动路线。8ZV物理好资源网(原物理ok网)

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