在大学物理中,速率是描述物体运动快慢的物理量,其定义和性质如下:
一、基本定义
速率是物体在单位时间内通过的路程,其计算公式为:
$$
v = frac{s}{t}
$$
其中:
$v$ 表示速率;
$s$ 表示物体在时间间隔 $t$ 内通过的路程(即位移的大小);
$t$ 表示时间间隔。
二、物理意义与性质
标量属性 速率是标量,仅有大小,没有方向。它仅反映物体运动的快慢,而不涉及运动方向。例如,物体以10 m/s的速度向右运动时,其速率仍为10 m/s,方向信息被速度的矢量性所包含。
与速度的关系
- 速度是矢量,包含大小和方向(如10 m/s向右);
- 速率是速度的大小,两者数值上可能相等,但物理意义不同。
三、常用单位
国际单位制:米每秒(m/s);
常见单位:千米每小时(km/h)、厘米每分钟(cm/min)等。
四、应用示例
平均速率: 一辆汽车在2小时内行驶了120 km,其平均速率为 $frac{120 text{ km}}{2 text{ h}} = 60 text{ km/h}$; 瞬时速率
五、与其他物理量的区别
加速度:描述速度变化的快慢,单位为m/s²;
角速度:描述物体绕某点旋转的快慢,单位为rad/s。
综上,速率是大学物理中描述运动快慢的基础物理量,其核心在于路程与时间的比值,与速度共享数值但本质不同。