物理学中,用速度来表示物体运动的快慢和方向。速度在数值上等于物体运动的位移,跟发生这段位移所用的时间的比值。速度的计算公式为v=Δx/Δt,
国际单位制中速度的单位是
米每秒。
定义
速度(velocity),表征动点在某瞬时运动快慢和运动方向的矢量。在最简单的
匀速直线运动中,速度的大小等于单位时间内经过的路程。速度的常用单位有:厘米/秒,米/秒,千米/小时等。速度的大小也称速率。动点Q作一般空间运动时,位移Δr和所用时间Δt的比,称为Δt时间内的平均速度,记为v平。
平均速度的方向,即位移的方向(图1)。当时间间隔Δt趋于零时,平均速度的极限称为动点在t时的瞬时速度,简称速度,记为v:
因而可给出速度的一般定义:速度是动点矢径对时间的导数,其方向同轨迹的切线方向一致。
以某定点P为起点,画出随时间变化的速度矢量,它们的端点在空间绘出的曲线称为速端图。它给出速度矢量变化情况的清晰图象(图2)。
速度在各坐标系中的表示方法如下:
直角坐标系
可用于表示点的空间曲线运动、平面曲线运动和直线运动的速度。
①空间曲线运动
式中v为速度的模vx、vy、vz为动点速度v在直角坐标系x、y、z轴上的投影,
为动点位置坐标对时间的导数;α、β、γ为速度矢量v与坐标轴x、y、z的夹角。
②平面曲线运动
③直线运动
速度v等于坐标对时间的导数,是一代数量,正值表示速度方向沿x轴正向,负值表示沿x轴反向。
极坐标系
可用于表示点的平面曲线运动的速度。速度v在极坐标中可分解为横向速度vφ和径向速度vr;
它们都是代数量。vφ为正时,表示它指向φ增加的方向;vr为正时表示它指向r增加的方向(图3)。
球坐标系
可以用于 表示点的空间曲线运动的速度。速度v在球坐标系(r、φ、θ)中可表示为三个投影(图4)
柱坐标系
可用于表示点的空间曲线运动的速度。速度在柱坐标系 (r、φ、z)中可表示为三个投影(图5):
物理术语
速度是描述物体
运动快慢和运动方向的
物理量,定义为
位移与发生这个位移所用的时间之比。
速度是矢量。
高中的定义:速度等于位移和发生位移所用时间的比值。
符号:v【注:希腊字母υ表示另一物理量“位移”】
定义式:v=s/t。
在国际单位制中,基本单位:米/秒(m/s)
性质:矢量。国际单位制中,速度的量纲是LT^(-1),基本单位为米每秒,
符号m/s。
最大值:
真空光速c=299 792 458m/s。
相关名词速率:速度的大小叫做速率,常叫做速度。运动物体在某一时刻(或某一位置)时的速度,叫做瞬时速度。
公式
高中公式
速度是描述
质点运动快慢和方向的
物理量,等于位移和发生此位移所用时间的比值。在
匀速直线运动中,物体在单位时间内通过的路程叫做速度。
速度是描述
质点运动快慢和方向的
物理量,等于位移对时间的
微分。同时也等于
加速度对
时间的积分。
【符号解释】
v:速度矢量,单位:m/s
单位
速度在
国际单位制的最基本单位是
米每秒,国际符号是m/s,
中文符号是米/秒。
常用单位:千米/时,国际符号是km/h。
单位换算:1 m/s=3.6 km/h。
相关名词
速率
瞬时速度的数值大小叫做瞬时
速率。但平均速率不是平均速度的大小,而是路程与时间的比值。
瞬时速度
是运动的物体在经过某一个位置,或在某一个
时刻的速度。也可以说它是指运动物体经过某一点或在某一瞬时的速度。速度公式,它是对物体运动情况的一种细致描述。
平均速度
物体通过的位移和所用时间的比值,叫做平均速度(无论做任何形式的运动)。是物体位移跟发生这个位移所用的
时间间隔之比, 速度公式只能大体反应变速运动物体的快慢,它是对物体运动情况的一种粗略描述。
在
匀加速直线运动中,平均速度的大小与初速度和末速度的平均值相等,也等于中间时刻的瞬时速度。即: 。
补充说明
下面是一些常见的动物奔跑速度,为平均速度,以上多少公里皆为每小时的奔跑速度。
运动速度
常见运动
速度极限
光在真空中的
速率是299,792,458米/秒,约3×105千米/秒,是已知的速度上限。
(由爱因斯坦提出:没有任何物体的速度能超越光速。)
速度之最
如果按比例放大的话,世界上速度最快的动物是一种名字叫“
虎蛱”的昆虫,放大到质量和人一样,它的时速可以达到400多公里每小时。
食肉动物
豹70公里/h
老虎65公里/h
灰狼64公里/h
猞猁62公里/h
鬣狗62公里/h
棕熊56公里/h
黑熊52公里/h
野猪60公里/h
食草动物
跳羚95公里/h
野驴85公里/h
长颈鹿72公里/h
袋鼠65公里/h
鹿65公里/h
马62公里/h
野牛60公里/h
斑马65公里/h
犀牛56公里/h
骆驼50公里/h
野兔52公里/h
河马48公里/h
大象40公里/h
人和其他动物
狗52公里/h
猫45公里/h
家兔32公里/h
人28公里/h
速度在位移相同的情况下,比较所用时间的长短。用的时间短,跑得快;用的时间长,跑得慢。换句话讲,除了首段的理解,继续往下想就变成:物体在任何时刻都是存在与空间中的,物体呆在空间中任一点是有一定时间的。写成公式的形式就是。对于Z引入物理概念,由于Z等于速度的倒数,叫度速。那么度速的单位就是“秒每米”,符号是s/m.度速跟速度一样,不但有大小,而且有方向,是矢量。度速的大小在数值上等于单位空间内时间的长短,度速的方向跟运动的方向相同。例如在上面‘ 比如在百米竞赛中,运动员甲用10s跑完全程,运动员乙用11s跑完全程,甲用的时间短,跑得
快。
相关名言
速度就造就了成功,没有速度就没有成功。 ——
莎士比亚机器人在工作强度、运算速度和记忆功能方面可以超越人类,但在意识、推理等方面不可能超越人类。——
周海中延缓速度就是落后,而落后者是要挨打的。 ——
斯大林