自然界中匀速直线运动是很少见的，汽车、火车、飞机等物体一般只能在一段时间内做匀速运动，大部分时间内他们的运动快慢在发生改变，即速度在不停的变化，那么如何来研究实际物体具体的运动情况呢？

一、变速直线运动

在直线上运动的物体，如果在（任意）相等的时间内，发生的位移都不相等，这种运动叫变速直线运动。例如：火车从车站出发运动是越来越快，快到站时，运动是越来越慢。日常生活中，物体大部分情况下都在做变速运动。

二、平均速度

在变速直线运动中，用公式（1-1）计算出来的速度，表示物体在某段时间内（或某位移上）平均运动的快慢，因此，我们这样来定义平均速度：做变速直线运动的物体，它发生的位移S与所用时间t的比值叫变速直线运动的平均速度。平均速度常用¯v表示，则由平均速度的定义得出计算平均速度的公式为：

平均速度的大小跟所取的时间有关，例如：一列在平直的轨道上运动的高速列车，第1小时运动了200km，第2小时运动了280 km，第3小时运动了260 km，则高速列车在前两个小时内的平均速度为：

高速列车在后两个小时内的平均速度为：

高速列车在三个小时内的平均速度为：

由上例可见，对于平均速度的说明，一定要指明哪一段时间内或哪一段位移上的平均速度。平均速度也是矢量，它的方向是在某段时间内物体位移的方向。

如果已知做变速直线运动物体的平均速度和这段运动的时间，就可以利用公式（1-3）得出变速运动的位移公式：

三、瞬时速度

物体在某一时刻（或某一位置）的速度叫做瞬时速度。平均速度只能表示一段时间内（或某一段位移上）物体运动的平均快慢和方向，瞬时速度能精确描述物体在某一时刻（某一位置）的运动快慢和运动方向，如图1-6所示，机动车辆速度表所指示的都是瞬时速度的大小，如果汽车运动时快时慢，我们会看到速度表的指针左右摆动，如果汽车匀速运动，那么指针将指在某个固定的值上。

瞬时速度也是矢量，它的方向是物体在某一时刻（或某一位置）的运动方向，瞬时速度的大小叫做瞬时速率，简称速率。表1-1中是一些实际物体的运动速率或平均速率。

图1-6 机动车辆的速度表

表1-1 运动物体的速率(www.daowen.com)

【实践活动】

用激光测速仪测量公路上行驶汽车的速度。

阅读材料

雷达测速与激光测速

大家一定有这样的经验，当你站在马路边时，即使没有看路面上车辆的行驶情况，单凭耳朵听，也能判断出汽车是正在向你驶来，还是远离你而驶去。因为当车辆驶近你时，它的声音频率会变高，当车辆驶离你时，它的声音频率会变低。这就是多普勒效应。

图1-7 手持式雷达测速仪

雷达测速就是利用的多普勒效应原理。雷达测速仪持续不断地发射波长为1m的无线电波，无线电波碰到物体时会被反射，反射波的频率会随着碰到的物体移动状态而改变。若物体是固定不动的，则所反射波的频率不改变；若物体是向着雷达测速仪行进的，则反射波的波长会变短，频率增大；若物体是远离雷达测速仪行进的，则放射波的波长会变长，频率会减小。根据多普勒效应，经过计算可得到移动物体的速率，这个计算过程是雷达测速仪内部自动进行的，在测速仪上可以直接读出速率值。

图1-7所示是一款交通警察常用的手持式雷达测速仪，它的价格便宜，灵活性强。可以移动操作，根据发射功率的不同其最大测速距离在200～800m之间。但是由于手持式雷达测速仪采用的是模糊瞄准，所以根据道路和车辆状况的不同，交警一般会在较近的距离测速，在高速公路通常会在150～300m范围内测速，在城际公路、国道会在100～200m范围内测速。

图1-8 Truspeed激光测速仪

目前较先进的测速系统是激光测速系统，该设备采用半导体激光二极管来发射红外线，其精度及可靠度远超手持式雷达测速仪。

激光测速是利用红外线脉冲多次碰撞移动物体并反射，来计算移动物体在特定时间内移动的距离，再利用时间差与物体移动的距离计算出物体的速度。由于光速固定，因此红外线脉冲传到目标物体再返回的时间与距离成正比，以固定间隔发射两个脉冲，即可得到目标物体的速率，图1-8是一款激光测速仪。

习题1-4

1.我国高速铁路运行列车现在有两种运行速度，分别为250km/h和200km/h；公路桥梁两端限速标志有20m/h；子弹以800m/s的速度从枪口飞出；以上这几种速度中，哪些是平均速度？哪些是瞬时速度？

2.匀速运动的速度为，变速直线运动的平均速度为，这两个公式右边都一样，物理意义有何不同？

3.在学校春季运动会上，刘欢同学以12s的成绩夺得女子组100m冠军，她在比赛中的平均速度是多少？

4.一人骑自行车沿坡路下行，第1s内的位移是1m，第2s内的位移是3m，第3s内的位移是5m，求：（1）前2s内的平均速度；（2）后2s内的平均速度；（3）3s运动时间内的平均速度。