為要描述物體速度變化的快慢（速度並非固定的情況），運動學上定義了加速度 (acceleration)。
| 符號 | 定義 | 單位 | 標量/矢量？ |
|---|---|---|---|
| \(a\) | 速度的變化率 \(\displaystyle{a=\frac{\text{速度變化}}{\text{變化所用時間}}}\) | \(\text{m}\ {{\text{s}}^{-2}}\) | 矢量 |
【例子】 某物體在 \(5\) 秒時間內，把速度從 \(2.0 \text{ m}\ {{\text{s}}^{-1}}\) 均勻地增加至 \(12.0 \text{ m}\ {{\text{s}}^{-1}}\)，物體的加速度便是：
\(\begin{align}\text{物體加速度} &= \text{速度變化 / 變化所用時間} \\ &= \frac{12\ \text{m}\ {{\text{s}}^{-1}}-2\ \text{m}\ {{\text{s}}^{-1}}}{5\ \text{s}} \\ &= 2 \text{ m}\ {{\text{s}}^{-2}}\end{align}\)
當物體從時間 \(t\) 至 \(t\) + \(\Delta t\) 的速度變化為 \(\Delta v\)，可定義平均加速度：
平均加速度 \(\displaystyle{\bar{a}=\frac{\Delta v}{\Delta t}}\)
若考慮速度在一個很短的時間間距 (\(\delta t\)) 內出現了變化 \(\delta v\)，則瞬時加速度定義為：
瞬時加速度 \(\displaystyle{a=\frac{\delta v}{\delta t}}\)
【例子】
(a) 顯示某物體的速度隨時間變化，它在 \(20 \text{ s}\) 內的瞬時加速度就如(b) 所示。但物體的平均加速度，如考慮從 \(4 \text{ s}\) 至 \(16 \text{ s}\) 間，就是：
\(\begin{align}\bar{a} &= \frac{-2\ \text{m}\ {{\text{s}}^{-1}}-2\ \text{m}\ {{\text{s}}^{-1}}}{16\ \text{s}-4\ \text{s}} \\ &= -0.333 \text{ m}\ {{\text{s}}^{-2}}\end{align}\)
你也可以模仿(a)，在運動與線圖模擬程式繪畫 \(v\)-\(t\) 線圖後，觀看 \(a\)-\(t\) 和 \(s\)-\(t\) 線圖，並演示物體的運動。（選「\(1\text{D}\) 均速」和「拖動：\(v_x\)」後，拖放藍色圓點可繪畫 \(v\)-\(t\) 線圖）
在直線運動中，加速度的正負能反映速度乃增加還是減少：
若加速度為正 (\(a\) > 0)，代表速度增大；
若加速度為負 (\(a\) < 0)，代表速度減小。
留意負的加速度有時會稱作減速度 (deceleration)。
【例子】
考慮一個小球有固定的加速度 \(a = 2 \text{ m}\ {{\text{s}}^{-2}}\)。當小球於 \(t = 0\) 的速度為 \(2 \text{ m}\ {{\text{s}}^{-1}}\)（即 \(t = 0\) 的速度，設符號為 \(u\)），隨後 \(3\) 秒的小球位置和速度便如(a) 所示，速度的量值增加。
若小球的加速度為負，如 \(a = -4 \text{ m}\ {{\text{s}}^{-2}}\)，而起始的速度 \(u = 12 \text{ m}\ {{\text{s}}^{-1}}\) 的話，隨後 \(3\) 秒的小球位置和速度便如(b) 所示，速度的量值減少。
【根據，請於下方選擇正確的項目】 使用模擬程式
在(b) 的小球運動中，當 \(t = 6 \text{ s}\)，小球的運動狀態如何？
（1）小球的位移變化等於 \(0\)
（2）小球的速度等於 \(0\)
（3）小球改變運動方向
【題解】 由於 \(a < 0\) 會令小球速度不斷減小，當 \(t = 3 \text{ s}\)，小球的速度等於 \(0\)，並改變運動方向，之後改為以負的速度運動。 當 \(t = 6 \text{ s}\)，小球回到 \(t = 0\) 的位置，換言之，其位移變化等於 \(0\)。
【題解】 由於 \(a < 0\) 會令小球速度不斷減小，而 \(u < 0\)，所以小球的速度會「愈來愈負」，換言之，小球速率則愈來愈大。
