速度和速率的区别和联系 速度与速率的区别和联系


速度和速率的区别和联系 速度与速率的区别和联系

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速度和速率是两个不同的概念 , 它们既有区别 , 也有联系 , 很多学生会弄不清它们之间的区别和联系 , 你知道这是为什么吗?
小学的时候我们就接触到“速度” , 然而这个概念却是错误的 , 很多中小学教师自己也分不清速度和速率的区别 , 所以当他们说到路程和时间的比值 , 或者距离和时间的比值时 , 往往都会告诉学生 , 这就是速度 。其实错了 , 这里的正确概念是速率 , 而不是速度 。也有一部分教师其实懂得速度和速率的区别 , 但是早就习惯张口就“速度” , 不太习惯说“速率” , 久而久之 , 学生就只知道速度而不知道速率了 。
而且在很多课外练习中 , 也都有速度代替速率 , 甚至连教材都有这样的情况 。几乎已经被默认了 , 中小学的速度就是速率 , 长此以往 , 学生又怎么可能区分得清速度和速率呢?印象中 , 高中也很少把这个问题区分清楚的 。
速度和速率都是用来表示物体的运动的快慢的 , 区别在于速度有方向 , 而速率没有方向 。在数学上 , 没有方向的量叫做标量 , 有方向的量叫做矢量或者向量 。
速率等于路程和时间的比 , 或者距离和时间的比 , 而路程、距离、时间都是标量 , 它们都是有大小 , 没有方向的 。当然 , 某种特殊的情况下 , 时间也可以有方向 , 不过在研究运动时 , 我们都是把它当作没有方向的 , 即时间是不可逆的 。因此速率也是没有方向的 。而速度等于位移和时间的比 , 因为位移有方向 , 所以速度也有方向 , 速度的方向和位移的方向相同 。
我们举个例子 , 在A , B间有两条路 , 一条是线段 , 记为l , 线段长1km;另一条是曲线C , 曲线长3 。小明在A , B之间运动 。
(1)如果小明在C上运动 , 那么他走过的称为路程 , 路程=3km. 假如用时3分钟 , 那么他的速率是1km每分钟 。
(2)如果他在l上运动 , 那么他走过的 , 可以称为路程 , 也可以称为距离 , 距离=1km 。假如用时1分钟 , 那么他的速率也是1km每分钟 。
(3)如果他在l上运动 , 从A到B记为正 , 从B到A记为负 , 那么他走过的称为位移 , 正位移是1km , 负位移是-1km. 假如用时还是1分钟 , 那么他从A到B的速度是1km每分钟 , 从B到A的速度是-1km每分钟 。
可见 , 在整条曲线中运动只有速率的概念 , 而在直线中运动 , 既有速率的概念也有速度的概念 。不过要注意的是 , 就算在曲线中 , 瞬时的运动状态也可以有速度的概念 , 瞬时速度的大小和速率相同 , 方向在曲线的切线上 。
速度就像实数一样 , 可以把速率看作它的绝对值 , 但又有所不同 , 因为有理数只有正负两个方向 , 而速度的方向却是不确定的 , 需要指定一条直线 , 速度的方向才有正负之分 。


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