關於直線運動中物理量的文章
1.時間間隔
物體從一個地方移動到另一個地方需要一定的時間間隔。時間符號以 t(時間)表示。國際單位制時間單位是秒(s)。
2. 距離和位移
距離是指物體運動路徑的長度。距離是一個標量,它與方向無關。距離的符號是d,國際單位制單位是公尺(m)。
位移是指物體位置的變化。位移是向量,由位移的大小和方向組成。位移取決於方向,因此它可以是正的,也可以是負的。在笛卡爾座標系中,根據約定,如果位移方向沿 x 軸和 y 軸正方向,則位移為正;反之,如果位移方向沿 x 軸和 y 軸負方向,則位移為負。位移方向通常以東、南、西表示。位移的符號是 d,國際單位制單位是公尺 (m)。
例題1:
一名學生向東移動了 2 公尺。求該學生的位移距離和位移大小。
a = 初始位置,b = 結束位置。
距離 (d) = 2 米
位移大小 (d) = 2 公尺。位移方向 = 東
例題2:
一名學生向東走了 2 米,然後向西走了 2 米。這名學生的位移距離和位移大小分別是多少?
a = 起始位置和最終位置
距離 (d) = 2 米 + 2 米 = 4 米
位移的大小(d)= 2 m – 2 m = 0。終點位置 = 初始位置,因此沒有位移。
例題3:
一名學生向東走了 2 米,然後向西走了 1 米。這名學生的位移距離和位移大小分別是多少?
a = 起始位置,b = 結束位置。
距離 (d) = 2 米 + 1 米 = 3 米
位移大小 (d) = 2 公尺 – 1 公尺 = 1 公尺。位移方向 = 東
3. 速度和速率
速度是標量,而速率是向量。速率由速度的大小和方向組成。速率的符號是v,速率的符號是v(速度)。速率和速率的國際單位制單位是公尺每秒(m/s)。
a. 平均速率和平均速率

例題1:
一名學生向東移動了2米,用時1秒。求該學生的平均速率和平均速率的大小。


平均速度方向 = 位移方向 = 向東
例題2:
一名學生向東移動了 2 米,持續 1 秒;然後向西移動了 1 米,持續 2 秒。求該學生的平均速率和平均速率的大小。


平均速度方向 = 位移方向 = 向東
b.瞬時速率和瞬時速度
瞬時速度是指物體在極短時間內移動的極小距離。瞬時速度的大小是指物體在極短時間內移動的極小位移。如果你騎過摩托車或汽車,肯定看過速度表。騎摩托車時,摩托車的速度會發生變化,速度表會顯示這種變化。
在物理學中,瞬時速度通常簡稱為速度。同樣,瞬時速率通常簡稱為速率。請注意,我們可以用速率代替速率的大小。這是因為速率的大小被認為等於速度的大小。速率的大小被認為等於速度的大小,是因為當位移非常小時,距離和位移的大小相等。雖然距離和位移的大小並不總是相等(參見關於距離和位移的討論),但如果距離和位移的大小非常小,那麼它們的值必然相等。
4.加速
加速度是一個向量,它既有大小又有方向。加速度的符號是a(加速度)。加速度的國際單位制單位是公尺每平方秒(m/s² )。
a. 平均加速度
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範例問題:
一輛汽車從靜止開始向東行駛,直到速度達到 10 公尺/秒,並保持 5 秒。計算平均加速度的大小!
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平均加速度方向向東。
平均而言,汽車的速度每秒增加 2 公尺/秒。如果汽車的加速度大小恆定,那麼汽車的速度始終每秒增加 2 公尺/秒。如果汽車的加速度大小不恆定,那麼汽車的速度並非始終每秒增加 2 公尺/秒。例如,汽車的速度可能在第一秒增加 1 公尺/秒,然後在第二秒增加 3 公尺/秒。但平均而言,當汽車行駛 5 秒後,其速度始終每秒增加 2 公尺/秒。
b. 瞬時加速度
瞬時加速度是指物體在極短時間內速度的變化。瞬時加速度通常簡稱為加速度。因此,如果說加速度,指的就是瞬時加速度。如果物體的速度發生變化,我們就說它發生了加速度。速度也是一個向量,它包含速度的大小和方向。因此,物體運動時有三種情況可以稱為加速度。首先,如果物體的速度大小改變(速度方向不變),我們就說物體發生了加速度。
在第一個例子中,一輛汽車最初處於靜止狀態(v = 0)。一秒後,它的速度增加到 5 公尺/秒。汽車的速度增加,因此我們說汽車正在加速。在第二個例子中,一輛汽車最初以 5 公尺/秒的速度行駛。一秒後,汽車停止。汽車的速度減小,因為汽車正在經歷負加速度或減速度。其次,如果物體的速度方向改變(速度的大小不變),則表示物體正在經歷加速度。速度方向 = 位移方向 = 運動方向。第三,如果物體的速度大小和方向都發生變化,則稱為物體正在經歷加速度。