运动状态,是指物体进行机械运动时相对某个参考系的运动速度的状态。
之所以用速度,是因为它是瞬间量,可以对应任意时刻的状态,包含了运动的快慢和运动的方向两部分,其中运动的快慢由速度的大小来决定,运动的方向由速度的方向来决定。
而速率只能表示速度的大小,它缺乏了方向。例如当提及5m/s的速率时,我们无法分清楚运动的方向;加速度只能表征速度的改变快慢,当物体做匀速直线运动或者静止的时候,加速度不存在,当然无法表征运动的状态;位移是过程量,它是一段时间内从运动起点到运动终点的有向连线,虽然可以很好地概括整个运动的过程和位置的变化,当如果研究某一时刻的运动时,位移这种用以描述过程的量就不适合了。
所以我们用速度来描述运动状态。
速度是物体(质点)相对参照物的距离变化快慢的物理量。速度是矢量,也就是说速度不光有大小,还有方向,即朝什么方向运动。速度的大小和方向合起来叫做物体的运动状态。用速度描述物体的运动状态就是描述相对(静止的)参考点,距离和方向变化得快慢。
速率是指路程变化快慢的物理量,路程与距离的区别是,距离是直线的间隔长度,路程是走过的路径长度。如果一个物体绕一个质点作圆周运动旋转,那么距离不变,但是路程却一直在改变。
加速度是指速度变化快慢的物理量,加速度与速度没有逻辑上的大小关系,当加速度陈列室时,速度(大小和方向)受时间的影响而改变。
比如重力加速度是g,不代表物体一定有多大的速度。
速度是矢量,因此改变速度不一定改变的是速度的大小,也可以改变速度的方向,比如匀速圆周运动,向心加速度只改变速度方向,不改变速度大小。因此加速度也是矢量。
位移就是一个质点与原来所在点的距离,比如一个质点位移是5米,就是说,它原来的位置与现在的位置相距5米。
位移与路程之间没有必然的联系,比如一个汽车运送一些物资到山里的一个地点,那个地点 出发地的距离是10公里,但是山路却有50公里。如果用一小时到达,则速度是10公里/小时,速度是50公里/小时。10公里和50公里之间没有必然的联系,取决于盘山路绕了多少弯。因此速度与速率也没有必然的关系。
我们平时日常中说的汽车的速度在物理学中叫速率。
速度用来描述物体运动的快慢,且速度是矢量,有方向,因此速度可以描述物体运动的快慢与方向,即物体的运动状态。
速率是速度的大小,没有方向,对物体运动状态的描述不够全面。
加速度用来描述速度的方向和大小变化的快慢,是由力引起的,是改变物体运动状态的主要因素,不是描述物体运动状态的。
位移用来描述物体的位置变化,不是物体的运动状态。