一、你对瞬时速度的感受

“瞬时速度,就是物体在某一时刻,或某一位置时的速度。”

这个很多人都知道,但却无法理解。

虽然不理解,但你必须承认这个东西在生活中是确确实实存在的:生活中有很多都是变速运动——飞机起飞过程、汽车刹车过程、篮球抛出后在空中上升等等,……这些过程中,物体的速度时刻在发生改变,逐渐加快、或逐渐变慢,每一刻、每一个位置的速度都不一样,这个速度,不就是瞬时速度?

瞬时速度和速率怎么区分(瞬时速度的理解和测量)(1)

从变速运动的角度来讲,我们都能理解瞬时速度,能感觉到它是真真切切存在的。但从测量的角度,就会很费解:只有一个位置,没有位移、没有时间,怎么计算、说明这个瞬时速度?

瞬时速度和速率怎么区分(瞬时速度的理解和测量)(2)

二、瞬时速度怎么测

平均速度是很容易测量的,某些情况下可以近似地代表瞬时速度。

如图1所示,小车从斜面的A点由静止滑到C点,A、C两点间的平均速度我们可以求出。

B点在A、C两点之间,如果要求不是很精确,用这个平均速度粗略地代表B点的瞬时速度,也未尝不可。

瞬时速度和速率怎么区分(瞬时速度的理解和测量)(3)

不过,如果把包含B在内的间隔取得更小一些,例如取图2中的EF段,用EF段的平均速度代表B点的瞬时速度,就会更精确一些。

瞬时速度和速率怎么区分(瞬时速度的理解和测量)(4)

可以这样来解释:当间隔很小时,这段时间(位移)内运动快慢的差异会很小,所以平均速度与瞬时速度就很接近。

实验和实际生活中,经常就是用这种方法来测量瞬时速度的。

理论上来讲,如果你取的这个间隔极其(无限)小,那就不是接近、近似了,此时计算出来的平均速度与瞬时速度完全相等。题外话:用数学极限的方法,确实可以精确计算出瞬时速度。

【总结】

瞬时速度和速率怎么区分(瞬时速度的理解和测量)(5)

如果你真的很想知道瞬时速度怎么测,数值怎么来,可以简单地这样认为:

它就是物体在一个极度短的时间里的速度,等于在一个很短很短很短的时间段里的平均速度。

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