如何準(zhǔn)確理解速度和加速度的物理意義

速度和加速度是高中物理運(yùn)動(dòng)學(xué)中的兩個(gè)非常重要的物理量，對(duì)它們的準(zhǔn)確理解是學(xué)好運(yùn)動(dòng)學(xué)的前提。因現(xiàn)行高中物理課本對(duì)它們的表述不十分清楚，導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生對(duì)它們的物理意義的理解產(chǎn)生了偏差。在各種物理教學(xué)雜志上也刊登了許多教師的不同觀點(diǎn)，但都沒(méi)能表示出速度和加速度的準(zhǔn)確物理意義。

中學(xué)物理課本中對(duì)速度是這樣表述的：“速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量?！蹦敲矗裁词沁\(yùn)動(dòng)快慢呢？顯然這樣的表述是不準(zhǔn)確的，沒(méi)有直接表示出速度的真正物理意義。要想準(zhǔn)確理解速度，應(yīng)該先從物理學(xué)中為什么要引入這個(gè)物理量入手。我們都知道運(yùn)動(dòng)學(xué)是研究一個(gè)物體相對(duì)于別的物體的位置發(fā)生變化的規(guī)律的學(xué)科，所以運(yùn)動(dòng)學(xué)中首先需要引入一個(gè)物理量來(lái)描述物體位置的變化，那就是位移。因運(yùn)動(dòng)物體的位置是隨時(shí)間發(fā)生變化的，又必須再引入一個(gè)物理量來(lái)描述物體的位置隨時(shí)間變化的快慢，那就是速度，所以速度是表示物體的位置變化快慢的物理量。

而物體的速度又會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化，因而需再引入一個(gè)物理量來(lái)描述物體的速度隨時(shí)間變化的快慢，那就是加速度。速度是矢量，速度的大小或方向發(fā)生變化都會(huì)引起加速度的變化。許多人認(rèn)為，如果是速度的大小發(fā)生了變化，導(dǎo)致加速度變化，那么加速度表示的就是物體速度大小變化的快慢；如果是速度的方向發(fā)生了變化，導(dǎo)致加速度變化，那么加速度表示的就是物體速度方向變化的快慢。

毋庸置疑，加速度是描述物體的速度隨時(shí)間變化快慢的物理量，它反映的是物體的速度矢量隨時(shí)間變化的快慢。因而它既不同于速度的大小變化快慢，也不同于速度的方向變化快慢。速度的大小變化快慢其實(shí)表示的是速率隨時(shí)間變化的快慢，而速度的方向變化快慢則表示的是速度矢量轉(zhuǎn)過(guò)的角度隨時(shí)間變化的快慢，也就是角速度，所以加速度既不表示速度的大小變化快慢，也不表示速度的方向變化快慢。

運(yùn)動(dòng)學(xué)中質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，把沿軌道切線方向的加速度叫做切向加速度，把沿軌道法線方向的加速度叫做法向加速度，也就是向心加速度。切向加速度使質(zhì)點(diǎn)速度的大小發(fā)生變化，法向加速度使質(zhì)點(diǎn)速度的方向發(fā)生變化。切向加速度表示的是因速度的大小發(fā)生變化而引起的速度矢量變化的快慢，法向加速度表示的是因速度的方向發(fā)生變化而引起的速度矢量變化的快慢。

所以，運(yùn)動(dòng)學(xué)中位移是表示物體的位置變化的物理量，速度是表示物體的位置變化快慢的物理量，加速度是表示物體的速度變化快慢的物理量，它們都是矢量。

（責(zé)任編輯黃春香）