Physic Labs

牛顿力学

位置、速度和加速度

位置表示物体所在;速度描述位置变化的快慢和方向;加速度描述速度如何变化。

观察物体沿直线运动:位置回答“在哪里”,速度和加速度描述运动随时间怎样变化。

v=Δx/Δt,a=Δv/Δtv = Δx/Δt, a = Δv/Δt

定义: 物理量与模型

记录位置 x 前先选定原点和正方向。速度的正负表示方向,速度大小就是速率。加速度与速度同向时速率可能增大,反向时可能减小。

使用模拟观察运动,并读取随时间变化的定量数据。

模型解读

位置表示物体所在;速度描述位置变化的快慢和方向;加速度描述速度如何变化。

例题: 例题

小车在 4 s 内从 x₁ = 2 m 到 x₂ = 14 m。平均速度为 (14 − 2)/4 = 3 m/s,方向为正方向。

解答

小车在 4 s 内从 x₁ = 2 m 到 x₂ = 14 m。平均速度为 (14 − 2)/4 = 3 m/s,方向为正方向。

在直线上先选定正方向和原点,物理量的正负号才有明确意义。自行车在 0 s 位于 0 m,6 s 后位于 24 m,则平均速度为 4 m/s;若运动方向与所选正方向相反,速度为负。平均加速度等于速度变化除以时间,3 s 内速度从 2 m/s 增至 8 m/s 时,加速度为 2 m/s²。

例题: 从速度到加速度

汽车在 3 s 内从 3 m/s 加速到 9 m/s,求平均加速度。

解答

a=(9−3)/3=2 m/s²。

读数据表时,要区分某一时刻的位置与已经走过的路程。速度有方向,速率只是速度的大小;加速度表示速度的变化,不是物体运动得快。物体减速时,加速度方向与速度相反。

快速检测

关于这种运动,哪项量或说法正确?

关于本主题的运动,哪项说法正确?

参考文献

  1. Young, Freedman (2019). University Physics
  2. Halliday, Resnick, Walker (2014). Fundamentals of Physics