高中物理 運(yùn)動(dòng)的描述——加速度、速度的變化量、速度的關(guān)系

到目前為止,我們學(xué)了加速度a、速度的變化量、速度v,這一講來看看三者之間的關(guān)系。
首先三者都是矢量,既有大小,又有方向。加速度的方向是由速度的變化量來決定的,但是跟速度的方向沒有關(guān)系。加速度的方向與速度的方向,有可能相同,也有可能相反,還有可能成一定的夾角。

除了方向之外,加速度的大小也和速度的大小沒有關(guān)系。運(yùn)動(dòng)的物體可能速度很大但加速度很小,甚至為零。比如平穩(wěn)飛行的客機(jī),它的速度很大,但加速度是接近于0的。同樣物體可能速度很小,但加速度很大。比如炮彈發(fā)射的瞬間,速度很小但加速度卻非常的大,經(jīng)過很短的時(shí)間速度就會(huì)變得非常大。
再來看一下加速度的大小和速度變化量大小之間的關(guān)系,影響它們大小的因素是時(shí)間。舉個(gè)例子,在足夠長(zhǎng)的直線跑道上,一架飛機(jī)和汽車比賽誰跑的更快,一開始汽車明顯比飛機(jī)快,但是后面飛機(jī)越來越快,最終超過了汽車。
在這個(gè)過程中,飛機(jī)的加速度比汽車的小,但汽車只加速了一會(huì)兒就變勻速了,而飛機(jī)加速的時(shí)間非常長(zhǎng),它的速度變化量就會(huì)非常大。
思考一個(gè)問題,有沒有這樣一種運(yùn)動(dòng),加速度越來越小而速度越來越大呢?很容易想到,在公路上加速的汽車,司機(jī)開足了油門,此時(shí)汽車的加速度非常的大,坐在座位上的人會(huì)感覺到所謂的“推背感”,但是汽車的加速度不可能一直這么大,它會(huì)越來越小,這個(gè)過程中加速度與速度的方向始終是相同的,那這輛汽車的速度就會(huì)一直增大,到了一定的速度后,由于能量的限制,汽車就沒辦法再加速了,會(huì)一直維持勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)加速度就變成零了。
再思考一個(gè)問題,有沒有這樣一種運(yùn)動(dòng),加速度越來越大而速度越來越小呢?還是以汽車為例,如果司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有突發(fā)情況,會(huì)踩下剎車踏板,而且力度會(huì)逐漸加大,此時(shí)汽車處于減速狀態(tài),減速的過程中加速度越來越大,但是由于加速度方向和速度方向是相反的,所以汽車的速度越來越小,直到停下來。
以上就是加速度、速度的變化量和速度三者的關(guān)系。