问题导入

不同物体运动的快慢程度往往不同。例如，甲同学射门助跑时7 s跑了61m，乙同学晨练时10 s跑了73m。甲和乙两位同学谁跑得更快呢？

图1-3-1　踢足球时助跑

1.速度

比较物体运动的快慢有两种方法：在相同的时间（如单位时间）内比较位移的大小，在位移相同的条件下比较所用时间的长短。

在物理学中用速度描述物体运动的快慢。

物体的位移与发生这段位移所用时间的比值，叫作速度。用符号表示速度、s表示位移、t表示发生这段位移所用的时间，则有

速度大，表示运动快；速度小，表示运动慢；速度为零，表示静止。

速度是矢量，不但有大小，而且有方向。物体速度的大小在数值上等于单位时间内物体通过的位移。速度的大小也叫速率。速度的方向与物体运动的方向相同。国际单位制中，速度的单位是m/s（米每秒），常用的单位还有km/h（千米每小时）。它们的关系：

1m/s=3.6km/h

想想议议

轿车上的倒车雷达，通过发射和接受超声波，对车后数米以内的障碍物和行人进行自动探测并告警。讨论一下倒车雷达的测距原理。

于是，我们就可以计算出甲、乙两位同学的速度，分别为

因为，所以甲同学跑得更快。

日常看到的运动，速度是经常变化的。例如，汽车、火车开动后速度越来越大，刹车时速度越来越大，直到停下来。

物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内通过的位移不相等，这种运动就叫变速直线运动。

用上面的公式计算出的速度，表示物体在某段时间（或位移）内运动的平均快慢程度，叫作平均速度。

北京时间2016年8月13日，里约奥运会田径男子100米飞人大战预赛拉开序幕。在第三小组的预赛中，中国选手谢震业第5道出发，最终跑出10秒08的个人最好成绩，排在小组第一，晋级半决赛。他在比赛中的平均速度是

图1-3-2　谢震业

(www.daowen.com)

2.瞬时速度

平均速度只能粗略描述物体运动的快慢，怎样才能比较精确地描述变速直线运动的快慢呢？

运动物体在某一位置时的速度叫作瞬时速度，它表示运动物体在某一位置或某一时刻运动的快慢。

要知道物体在某一位置的瞬时速度，可用实验测出物体在这一位置附近的平均速度，用这个平均速度来近似表示这一位置的瞬时速度。取的时间间隔越短，越接近这一位置的瞬时速度。

根据这一原理结合先进的光电技术，已经制造出多种规格的瞬时速度测量仪。例如，在高速公路上交通警察用的激光测速仪，可以在瞬间测出汽车的瞬时速度。通常还可用速度计测量瞬时速度。汽车行驶时速度计的指针所指示的数值就是该时刻汽车的瞬时速度。如图1-3-3所示，当汽车速度改变时，速度计的数值也随着变化。

图1-3-3　速度计

表1-3-1　一些常见运动物体的速度或平均速度

STS

雷达测速与激光测速

你一定有这样的经验，当你站在马路旁边，即使没有去观察路面上车辆的行驶的情况，单凭耳朵听也能判断出一辆汽车正在驶过来还是离你而去。这主要是根据汽车行驶的车轮声或喇叭声调的变化。车辆驶近时，声音要变尖，也就是说，音调要高些；汽车远离的时候，声调会越来越低。在科学上，我们把这种听到的声音音调与发声体的声音音调不同的现象，称为多普勒效应。雷达测速计正是根据普勒效应的原理研制出来的。

雷达测速计发出一个频率为1000MHz的脉冲微波，射在静止不动的车辆上被反射回来时，它的反射波频率不会改变，仍然是1000MHz。反之，如果车辆行驶的速度大，根据多普勒效应，反射波频率与发射波的频率就不相同。通过对这种微波频率微细变化的精确测定求出频率的差异，就可以换算出汽车的速度大小了。当然，这一切都是在雷达测速仪内部自动进行的，在测速仪上可以直接读出速度的大小。

目前，国际上流行的“流动电子警察”或“可搬移电子警察”主要由雷达测速仪与摄像机或照相机组合而成。

激光测速仪是采用激光测距的原理。激光测距，是通过对被测物体发射激光光束，并接收该激光光束的反射波，记录该时间差，确定被测物体与测试点的距离。激光测速是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，取得在该时段内被测物体的移动距离，从而得到该物体的移动速度。

激光测速仪测速的有效距离更远，测速精度高，取证能力远远大于雷达测速仪。但是激光测速仪只能在静止状态下应用，交警一般把仪器放在巡逻车上，将车辆停放在预定地点，在静止状态下使用。

图1-3-4　雷达测速超速抓拍系统

习　题

1.判断以下速度是平均速度还是瞬时速度：

（1）动车在铁路上行驶的速度是250km/h；

（2）子弹离开枪口时的速度是900m/s；

（3）在高速路上限速80km/h的地方，电子测速显示一辆汽车车速是114km/h，明显超速了。

2.滑块从斜坡上滑下用了4s的时间，它在第1s内的位移是1m，在第2s内的位移是3m，在第3s内的位移是5m，在第4s内的位移是7m。求它在最初2s内、中间2s内、最后2s内以及全部运动时间内的平均速度。