高中物理中速度、速率、加速度的區別與關系探析

龍佶睿

摘 要：對于我們來說，高中物理知識的抽象性比較強，我們在理解知識時需要投入一定的時間和精力。在學習過程中，我們經常要面對思想上的斗爭和心理上的抗拒，只有解決思想問題，轉化消極情緒，才能正視物理學習，在解題過程中乘風破浪。速度、速率、加速度是高中物理的重要概念，在題目中經常出現。很多同學混淆了上述概念，致使卷面屢屢失分。本文將具體探討高中物理中速度、速率、加速度的區別與關系，希望能為相關人士提供一些參考。

關鍵詞：高中物理；速度；速率；加速度

引言：對理科偏向的同學而言，高中物理學科至為重要。在各門學科的學習中，物理學科的學習強度最大，一旦我們對物理概念出現理解偏差，就會出現意想不到的問題。班中同學的學習經歷、學習特點不同，學習能力也呈現出較大的差異性。一些同學的學習能力比較強，可以迅速吸收物理知識，和老師達到思想上的同頻；一些同學的學習能力比較弱，對物理知識的理解不夠深入，無法跟進老師的授課速度。在無法跟進老師授課速度的情況下，我們必須尋找適合自己的學習方法，形成科學系統的學習計劃，將高中物理概念知識和現實生活聯系在一起。

一、高中物理速度與速率的辯證關系

在高中物理概念知識庫中，速度與速率概念比較難區分。速度與速率是完全不同的兩個概念，但是二者又存在潛在聯系[1]。為了加深對速度速率概念的認識，我們經常要借助圖像方法，將抽象知識具象化，體會速度、速率的不同之處。如圖1所示，在圖1中有一個質點，質點的運動軌跡為曲線，為了表示AB段的曲線軌跡，需要應用速度和速率進行表示。對圖進行分析，發現質點的平均速度為V，V就是位移矢量和質點速度的比值。根據公式，得知質點的平均速度也是一個矢量，這個矢量除了有大小之外，還有其方向。對圖像進行再次分析，發現質點的平均速率是曲線段長度與質點速度的比值，所謂的曲線段長度，就是質點經過曲線的長度。根據公式，得知質點的平均速率是一個標準量，只能計算大小，不能定義其方向。如圖所示，質點的平均速度和平均速率完全不同，這主要是由以下幾個原因導致的：第一，質點的初始速度比較大。第二，在某一瞬間，瞬時速度和平均速度相等。第三，瞬時速度是矢量，有大小和方向；瞬時速率是標量，只有大小。在上述條件的制約下，速度與速率相似，卻存在本質上的區別。

在判斷速度與速率的辯證關系時，還需要充分認識到速度與速率之間的關系。根據公式，在取極限時，直線長度可以和曲線長度達到一致，瞬時速度和瞬時速率的大小相等。質點在朝正方向做直線運動時，路程與位移距離相同，因此平均速度和平均速率仍然相等。除了上述情況之外，平均速率和平均速度是不等的。

二、速度與加速度的辯證關系

在對速度與加速度之間的關系進行探討時，我們需要把握加速度的特點。加速度是一種自然現象，任何事物在運動過程中都可能出現加速度，因此我們不能絕對地看待加速度這一概念，而是要把它放在具體情況下進行具體分析。高中物理中的加速度一般都有大小和方向，且這一知識點經常和其他知識點存在聯系。速度概念是我們認識加速度的基礎，在認識加速度之后，我們可以計算位移，了解力的概念。加速度有其固定公式，我們在解題過程中可以應用公式進行計算。在運動過程中，客觀物的運動速度會出現變化，加速度也會出現變化，且速度變化和加速度變化經常是一致的[2]。以直線運動為例，當加速度與速度同方向，加速度越大，速度越大；當加速度與速度不同方向，加速度越大，速度越小。在應用加速度公式進行解題的過程中，我們應該把握加速度的特點，注意以下幾點：第一，在應用公式解答與勻速圓周運動相關的題目時，應該對向心加速度進行合理判斷。第二，在應用公式計算加速度時，應該把握方向和大小之間的關系。第三，在應用公式計算加速度時，應該注意參照物的選擇。第四，在應用公式計算加速度時，應該理解速度和加速度并無絕對關系。

三、速率與加速度的辯證關系

在認識速度與速率、速度與加速度的辯證關系后，可以對速率和加速度進行重新認識。某一時刻的速度大小即可抽象成速率的含義，速度的變化可以抽象成加速度的含義。從這個角度來看，速率和加速度都是從速度概念衍生而來的，如果沒有速度，速率和加速度都會成為無本之末

[3]。假設某一物體正在做勻加速直線運動，1s時這一物體的速率是2，2s時這一物體的速率是4，那么這個物體的加速度就是2。

結論： 綜上所述，在高中物理學科中，速度、速率和加速度是三個非常重要的概念，我們在解題過程中經常會出現概念區

分不明、概念判斷失誤等問題。對于我們而言，高中物理學習至為重要，只有提升物理學習能力，才能為高考奠定基礎。為了實現最終的升學目標，我們必須著眼于知識點的小處，把握速度、速率和加速度的辯證關系。

[參考文獻]

[1]張蕾.高中物理《探究功與速度變化的關系》實驗教學設計改進[J].科學大眾（科學教育），2016（03）：29+126.

[2]仲扣莊，郭玉英，彭征.20世紀前期高中物理教科書中近代物理內容介紹與評析[J].課程.教材.教法，2014，34（05）：98-104.

[3]范佳午，郭玉英，黃福，譚曉.高中物理教材“運動描述”內容難度定量分析[J].內蒙古師范大學學報（教育科學版），2012，25（06）：115-117.

（作者單位：雅禮中學，湖南 長沙 410000）