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速度计算器

由路程和时间求速度,或由加速度求末速度,任意单位都可以。

作者 Nethanel Bar, 联合创始人兼 CEO

最后更新

想不用计算器也能解出这些题?

Coddy 物理课程教的是方法本身:你在交互式白板上一步一步解题,哪一步出错都会告诉你。

速度怎么求

速度表示物体运动得多快,以及朝哪个方向运动。最简单的求法是用走过的距离除以所用的时间:v = d/t。d 用米、t 用秒,答案的单位就是米每秒。博尔特 9.58 s 的 100 m 世界纪录,算下来是 100 / 9.58 = 10.44 m/s。

如果知道的是加速度,就用 v = v₀ + at:末速度等于初速度 v₀ 加上加速度乘以时间。一块从静止开始下落的石头,加速度为 9.81 m/s²,忽略空气阻力,3 s 后它的速度为 0 + 9.81 · 3 = 29.43 m/s,约 106 km/h。

计算器为每个公式各设一个选项卡。填入已知的值,把要求的那个留空,它就会求出缺少的那个量,可以是速度、距离、时间、初速度或加速度。千米、英里、小时、km/h 和 mph 会先换算成国际单位,答案会以你选择的单位显示,也会以其他所有速度单位显示。

需要注意什么

  • 速率只表示快慢;速度表示快慢和方向。20 m/s 是速率;向北 20 m/s 是速度。
  • v = d/t 给出的是平均值。一辆车 2 小时走了 120 km,平均速度就是 60 km/h,即使它途中等过红灯,其余时间开得更快。
  • 求速度时,d 是位移,即位置的直线变化量。如果填入整条路径的长度,得到的就是平均速率。在 400 m 跑道上用 50 s 跑一圈,平均速率是 8 m/s,平均速度却是 0,因为终点就是起点。
  • 速度可以是负数。负号表示它的方向与你规定的正方向相反。
  • v = v₀ + at 只在加速度恒定时成立,例如自由落体或匀减速刹车。
  • 1 m/s 等于 3.6 km/h,约 2.24 mph。

如何计算速度

  1. 选择公式

    已知位移和时间:用第一个选项卡的 v = d/t。已知初速度、加速度和时间:用第二个选项卡的 v = v₀ + at。

  2. 把数值换算成国际单位

    米、秒、m/s 和 m/s²。42.195 km 是 42,195 m,2 h 是 7200 s;计算器会替你完成这些换算并显示出来。

  3. 相除,或者相乘再相加

    v = d/t = 42,195 / 7200 = 5.86 m/s。或者 v = v₀ + at = 0 + 9.81 · 3 = 29.43 m/s。

  4. 以需要的单位读出答案

    m/s 乘以 3.6 得到 km/h,除以 0.44704 得到 mph。5.86 m/s 就是 21.1 km/h。

速度公式的各种变形

每个公式对每个未知量求解的形式,各附一道例题。

要求公式示例答案
速度v = d/t9.58 s 跑 100 m10.44 m/s
距离d = vt以 100 km/h 行驶 3 h300 km
时间t = d/v以 100 km/h 行驶 300 km3 h
末速度v = v₀ + at从静止开始以 9.81 m/s² 加速 3 s29.43 m/s
初速度v₀ = v − at以 2 m/s² 加速 5 s 后达到 20 m/s10 m/s
加速度a = (v − v₀)/t6.2 s 内从 0 加速到 100 km/h4.48 m/s²

例题详解

100 m 短跑

plain
d = 100 m, t = 9.58 s

v = d/t = 100 / 9.58 = 10.44 m/s,即 37.58 km/h 或 23.35 mph。这是全程的平均值:运动员刚起跑时较慢,后程更快。

两小时跑完马拉松

plain
d = 42.195 km, t = 2 h

先换算:42.195 km = 42,195 m,2 h = 7200 s。然后 v = 42,195 / 7200 = 5.86 m/s,即 21.1 km/h 或 13.1 mph。

下落 3 s 后的石头

plain
v₀ = 0 m/s, a = 9.81 m/s², t = 3 s

v = v₀ + at = 0 + 9.81 · 3 = 29.43 m/s,约 106 km/h。只要空气阻力很小,每下落 1 秒,速度就增加 9.81 m/s。

一段行程要多久

plain
d = 300 km, v = 100 km/h

把时间留空,单位选小时:t = d/v。换成国际单位是 300,000 m / 27.78 m/s = 10,800 s,也就是 3 h。

常见错误

  • 单位混用。42.195 km 除以 2 h 是 21.1 km/h,不是 21.1 m/s。要么都换算成米和秒,要么保留 km 和 h,以 km/h 读出答案。
  • 把平均速度当成最高速度。v = d/t 是整段行程的平均值;最快的那一刻比它更快。
  • 求速度时用了整条路径的长度。跑完一整圈,位移为 0,所以平均速度为 0,尽管平均速率不为 0。
  • 漏掉正负号。如果规定向前为正,−5 m/s 的速度表示以 5 m/s 向后运动。
  • 加速度变化时仍用 v = v₀ + at。它只适用于加速度恒定的情况。
  • 用时间除以距离。t/d 得到的是秒每米,是速率的倒数。速度是距离除以时间。

速度常见问题

速度怎么求?

用位移除以时间:v = d/t。如果知道的是初速度、加速度和时间,就用 v = v₀ + at。数值用米和秒时,两个公式给出的单位都是米每秒。

速度的公式是什么?

平均速度 v = d/t,即位移除以时间。匀加速运动的末速度是 v = v₀ + at。9.58 s 跑完 100 m,速度是 10.44 m/s;从静止开始自由下落 3 s,速度是 29.43 m/s。

速率和速度有什么区别?

速率只表示快慢;速度还表示方向。平均速率是整条路径的长度除以时间,平均速度是位移除以时间。沿直线单程运动时两者相同;往返一趟,平均速度为 0。

不知道时间,怎样求末速度?

用运动学公式 v² = v₀² + 2as,其中 s 是位移。一辆以 20 m/s 行驶的车以 5 m/s² 减速,滑行 30 m 后速度为 √(400 − 300) = 10 m/s。本页的选项卡需要时间;运动学计算器可以解这个方程。

怎样把 m/s 换算成 km/h 或 mph?

乘以 3.6 得到 km/h,因为 1 m/s 就是每小时 3600 m,即 3.6 km。换算成 mph 则除以 0.44704。10 m/s 等于 36 km/h 或 22.4 mph。

速度可以是负数吗?

可以。正负号表示方向:选定哪个方向为正之后,负的速度就表示朝相反方向运动。速率是速度的大小,永远不会是负数。

速度的单位是什么?

国际单位是米每秒,m/s。km/h、mph、ft/s 和节也很常用;计算器会在它们之间换算,并以每种单位显示答案。

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