速度时间图

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引言

速度时间图通常用于展示实时情况下时间和速度之间的基本区别。当速度恒定且加速度为零时，绘制速度时间图是为了概述速度和速度之间的区别。在速度和速度都存在于不同情况下，速度时间图会介入以帮助实时理解两者之间的区别。

速度时间图的定义

速度时间图是极其有用的图表，用于确定物体在特定时间点的运动。它允许人们查看物体在实时移动时的速度以及物体移动时的当前速度。

在速度时间图中，速度始终绘制在纵轴上，时间绘制在横轴上 (Bbc, 2022)。图表中的两个轴都表示物体从某个时间点的某个速度开始加速的运动。

图1：速度时间图

在速度时间图中，时间通常为0，在某个时间点以速度v从u开始。速度时间图中的梯度表示物体的加速度，其中加速度是恒定的。速度时间图的其他区域通常概述了在特定时间点的均匀加速度和恒定速度 (Ncl, 2022)。

速度时间图中线的梯度可以通过绘制图表时将速度变化除以时间来计算。

速度时间图的类型

恒速

在速度恒定的速度时间图中，Y轴表示速度，X轴表示时间。根据这些类型的速度时间图，速度在整个时间间隔内始终是恒定的。

图2：恒速速度时间图

在这种类型的速度时间图中，无论时间变化多少，速度在整个过程中都将保持恒定。因此，根据这种情况，当速度恒定时，它不会考虑流逝的时间 (Li et al. 2019)。

• 例如，如果物体的加速度为0且速度恒定 (5 m/s)，则方程在 t = 0 时为 5 m/s。在这里，物体的速度将随着时间的推移保持恒定。

恒定加速度

当物体的加速度恒定且物体的初始速度为0时，物体的速度将线性增加，如下面的速度时间图所示。在这种类型中，方程保持 v = u + at。由于这里的 u 等于 0，因此这里的 v 将自动等于加速度 (Geogebra, 2022)。

因此，当加速度恒定时，这里的方程为 v = at。

图3：恒定加速度速度时间图

根据这种类型速度时间图的规则，物体的速度将随时间线性增加。这里，图表的斜率将为物体提供加速度的大小 (Harrod, 2018)。例如，如果物体的加速度恒定（用 K 表示）且初始速度为 0，则物体的速度将线性增加或减少。这里，图表的斜率将提供物体加速度的大小。

加速度增加

根据这种类型的速度时间图，如果物体的加速度随时间增加，则图表将是弯曲的。这里的图表方程为 v = u + at。由于这里的 u 值为 0，因此这里的 v 值将等于 at。因此，这里的方程将为 v = at。

图4：加速度增加的速度时间图

在这个速度时间图中，物体的加速度是时间的函数，最终使图表曲线化。例如，如果物体的加速度显示为时间的函数且速度为 0，则速度时间图将自动弯曲。这里，图表的斜率将给出此时加速度的大小。

速度时间图的应用

速度时间图是描述物体在不同情况下运动的极其有用的组件。通过使用速度时间图中的数据，可以轻松计算出正在移动的物体的实时加速度。它概述了速度变化以及时间变化，这使其在成功计算移动物体的加速度方面非常有用 (Bbc, 2022)。

速度时间图也可用于计算物体在不同情况下行进的距离。在速度时间图中，一个区域特别用于概述移动物体在特定时间段内覆盖了多少距离。

此外，此图表在表示物体的恒定速度方面也很有用。在速度时间图中，水平线用于表示物体的加速度，最终有助于正确概述恒定速度 (Ncl, 2022)。速度时间图也在一定程度上表示移动物体的运动。物体的运动通常被称为物体的减速，速度时间图可以轻松地概述这一点。

结论

速度时间图对于在物体移动时展示速度和时间之间的区别至关重要。该图表考虑了移动物体的恒定速度、恒定速度和均匀加速度，以概述物体的速度和时间如何在实时情况下相关联。图表的水平表示对于概述恒定速度以及正在移动的物体的减速非常有用。

参考文献

期刊

Harrod, S. (2018). Construction of Discrete Time Graphs from Real Valued Railway Line Data. In New Trends in Emerging Complex Real Life Problems (pp. 293-302). Springer, Cham. Retrieved from: https://core.ac.uk

Li, J., Han, Z., Cheng, H., Su, J., Wang, P., Zhang, J., & Pan, L. (2019, July). Predicting path failure in time-evolving graphs. In Proceedings of the 25th ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery & Data Mining (pp. 1279-1289). Retrieved from: https://arxiv.org/pdf/1905.03994

网站

Bbc, (2022). Speed-time graphs. Retrieved from: https://www.bbc.co.uk [检索于2022年6月15日]

Geogebra, (2022). Cases of speed-time graphs. Retrieved from: https://www.geogebra.org [检索于2022年6月15日]

Ncl, (2022). Speed-time graphs. Retrieved from: https://www.ncl.ac.uk [检索于2022年6月15日]