艺术考试网
全国站

深入理解瞬时速度:趋近于 0 的平均速度与运动方向

chanong
2024-05-31 00:02:06
编辑说
瞬时速度的定义就是某一时刻的速度。但是这样说意思虽然懂了,但是物理还需要数学来表达,怎么用数学来表达呢? 还是要回到速度的定义上,v=s/t 。这个一般是走过一段路程以后

即当两点非常接近(△t→0)时,所计算出的平均速度,称为“瞬时速度”。

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

运动物体在某一时刻或某一位置的速度叫瞬时速度(简称速度)。瞬时速度的大小通常也叫速度值。瞬时速度是一个矢量[1]。某一时刻(或经过某一位置时)的瞬时速度的方向就是物体在某一时刻(或经过某一位置时)的运动方向。

瞬时速度可能不太容易理解

Δt →0 表示一段较短的时间,趋近于 0(用箭头表示)

也就是说,如果要求t0为瞬时速度,那么这个瞬时速度就是v=ΔS/Δt,Δt越小,v越接近真实的瞬时速度,这也是为什么Δt趋向于零,其实是一个极限。

你可以把它想象成一辆在路上行驶的汽车,顺时针方向的速度才是车速表上真正的数字。这就足够了,但我建议你了解本质,然后再往下读。

这样可能更容易理解:

现在我们用函数的思想来解释这个问题。假设一个函数,有独立变量t,位移作为函数。那么这个函数表示为S=f(t)。如果这是一个正比例函数(S=vt),也就是对应的是匀速直线运动,那么,对于任意时刻,瞬时速度就是这个函数的斜率。

所以如果 f(t) 是一条曲线,那么在 t0 时刻的瞬时速度就是通过点 (t0, f(t0)) 的图形的切线的斜率(这可以从瞬时速度的定义中得到,但是因为你还没有学过极限,所以我就不要求你证明它了。我以后会写一个更好的方法来理解极限)。为什么?

在t0的右边取一点t0+Δt(当Δt→0的时候,可以理解为Δt很小),那么这个函数在(t0,f(t0))和(t0+Δt,f(t0+Δt))之间的这段很短,可以理解为一条直线(严格证明也是极限的内容,直观理解就可以),那么在这一段,可以认为是匀速直线运动,那么在t0~t0+Δt这个时间间隔内,平均速度非常接近t₀点处的瞬时速度v₀平均速度与瞬时速度,并且Δt越小越接近。本质上,瞬时速度就是在很短时间内平均速度的极限。(也就是说,时间越短,平均速度越接近瞬时速度)

现在我们回到物理力上来。在一次运动中,取很短的时间Δt,在这段时间内,加速度可以忽略不计(极限问题)。这样,我们可以近似的把它看成匀速运动,那么瞬时速度就是很短时间内的平均速度。

当然,一般情况下,解题时不会遇到这种极限思想,这只是一个定义,前进速度是物体在某一时刻的机械运动的一个参数,或者说是该时刻属于机械运动范畴的一个属性,表示物体在这一时刻的速度。

一般球体的瞬时速度都有公式,比如匀速直线运动,匀速加速直线运动,匀速圆周运动,当然还有一个方面就是能量守恒定律。顺便说一下,引入能量守恒定律之后,前进速度的大小也可以用动能的大小来衡量,也就是说,前进速度代表了物体的动能。当然,看到机械能你就明白这些了。

免责声明
本站所有收录的学校、专业及发布的图片、内容,均收集整理自互联网,仅用于信息展示,不作为择校或选择专业的建议,若有侵权请联系删除!

大家都在看

2024 世界大学排名发布,CWUR 排名权威性渐显,留学选校可参考

2024 世界大学排名发布,CWUR 排名权威性渐显,留学选校可参考

全球高校排名点击查看详情!
2024-05-31
深入理解瞬时速度:趋近于 0 的平均速度与运动方向

深入理解瞬时速度:趋近于 0 的平均速度与运动方向

瞬时速度的定义就是某一时刻的速度。但是这样说意思虽然懂了,但是物理还需要数学来表达,怎么用数学来表达呢? 还是要回到速度的定义上,v=s/t 。这个一般是走过一段路程以后
2024-05-31
2024 年世界大学排名发布,CWUR 排名指标及规模解析

2024 年世界大学排名发布,CWUR 排名指标及规模解析

全球高校排名更多留学资讯,欢迎咨询善择老师~
2024-05-31
七律长征翻译意思 教学方式改变带来的多种概念:任务群教学等为解压而存在

七律长征翻译意思 教学方式改变带来的多种概念:任务群教学等为解压而存在

七律长征翻译意思学习,步履不停
2024-05-31
全国 36 所大学拥有独一无二的专业,就业前景炙手可热

全国 36 所大学拥有独一无二的专业,就业前景炙手可热

全国1275所本科院校里有36所大学拥有着独一无二的专业,从就业的角度来讲,这些专业可以称得上是绝对地炙手可热。【清华大学】有两个独有的专业,都
2024-05-31
2023 年春节放假通知公布,调休后需连上 7 天班,网友直呼太心累

2023 年春节放假通知公布,调休后需连上 7 天班,网友直呼太心累

在官方发布的春节放假通知中,我们可以明确看到调休的具体安排:也就是说,虽然放了七天的春节假期,但这短暂的七天结束之后,要连上七天班,这对于我们打工人来说,实在是有些难以接受。
2024-05-31
2022 年河南高考录取情况:84 万人参考,82.6 万人被录取,一本占 17%、二本占 32%、专科占 49%

2022 年河南高考录取情况:84 万人参考,82.6 万人被录取,一本占 17%、二本占 32%、专科占 49%

自动化类——计划招生数仍旧是400人,但是招生排名却由去年的第三下降为今年的第四!
2024-05-30
2024 年世界大学排名重磅公布,CWUR 榜单解读及选校参考

2024 年世界大学排名重磅公布,CWUR 榜单解读及选校参考

近日,世界大学排名中心CWUR(The for World )重磅公布了2024年世界大学排名。世界大学排名中心(CWUR)是一家领先的咨询机构
2024-05-30
教师节手工贺卡制作方法,简单又好看,让你的礼物充满心意

教师节手工贺卡制作方法,简单又好看,让你的礼物充满心意

#我来唠家常#教师节到来前,许多同学都在为送什么礼物给敬爱的老师而苦恼。既要体现心意,又要美观大方,最好还能简单易做,这样的礼物确实不容易找到。
2024-05-30
春节延迟放假通知(优秀 7 篇),延长假期让你过个欢乐祥和年

春节延迟放假通知(优秀 7 篇),延长假期让你过个欢乐祥和年

在充满活力,日益开放的今天,需要使用通知的场合越来越多,各种类型的通知各有不同的写法。写起通知来就毫无头绪?书包范文小编精心为您分享了春节延迟放假通知(优秀7篇),
2024-05-30