速度变化的快慢
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第5讲 速度变化快慢的描述——加速度【考点分解】 考点一:加速度 1、速度变化量:(1)表示物体速度改变的多少 0v v v -=∆(注意矢量相加的规则)(2)同一直线的速度运算要先选定正方向,然后把矢量运算转变成代数运算。
(3)速度变化量也是矢量。
若取v 0为正,则△v > 0表示速度增加;△v < 0表示速度减小;△v = 0表示速度不变。
2、加速度(1)定义:加速度是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值。
(2)表达式:tv v t v a 0-=∆∆=(3)单位:国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号m/s2(4)物理意义:表示速度变化快慢的物理量。
(5)方向:加速度是矢量,其方向与速度变化量方向相同,与速度方向无关。
【思考】1、由ta ∆=能否说a 与△v 成正比,与△t 成反比?1、下列说法中正确的是:( )A.加速度增大,速度一定增大B.速度改变量△v 越大,加速度就越大C.物体有加速度,速度就增加D.速度很大的物体,其加速度可以很小2、加速度是描述物体速度变化快慢的物理量。
以下是生活中对“加速度”的几种说法,其含义与物理学中的加速度不同的是( )A. 跑车比一般汽车的加速性能好B. 小汽车比大货车提速快C. 汽车刹车太急D. 高铁列车比汽车运行快3、一子弹击中木板的速度是800m/s ,历时0.02s 穿出木板,穿出木板时的速度为300m/s ,则子弹穿过木板时的加速度为( )A.2.5×104m/s 2B.-2.5×104m/s 2C.5.5×104m/s 2D. -5.5×104m/s 24、物体做匀变速直线运动,第1s末的速度6m/s,第2s末的速度是8m/s,则物体的初速度______ 8m/s,物体的加速度是______ m/s2。
4、加速度方向与运动方向的关系(1)当a与v0方向相同时,v随时间增加而增大,物体做加速直线运动;(2)当a与v0方向相反时,v随时间增加而减小,物体做减速直线运动;(3)当a = 0时,v不随时间发生变化,物体做匀速直线运动;(4)A的方向总是与△v方向相同,a与运动方向相同为加速,相反为减速。
速度变化快慢的描述——加速度学习目标理解加速度的概念,知道加速度是表示速度变化快慢的物理量,知道它的定义、公式、符号和单位。
知道加速度是矢量,知道加速度的方向始终跟速度的改变量的方向一致,知道加速度跟速度改变量的区别。
知道什么是匀变速直线运动,能从匀变速直线运动的v —t 图像中理解加速度的意义。
通过对速度、速度的变化量、速度的变化率三者的分析比较,提高学生的比较、分析问题的能力。
培养学生善于区分事物的相同点和不同点。
重点难点1.加速度是描述速度变化快慢的物理量,是速度对时间的变化率,即a =△v /t .单位是m /s 2,读作“米每二次方秒”.对匀变速直线运动,由于在相等的时间内速度的变化相等,因此速度的变化△v 与时间△t 的比值为一定值,它不随过程选取的变化而变化,所以匀变速直线运动是加速度恒定不变的运动.2.加速度是矢量,其方向与速度改变量△v 的方向相同.在变速直线运动中,通常取初速度v 0的方向为正方向,这样加速度就可以用一个带有正负号的数值来表示它的大小和方向.加速度为正值,表示加速度的方向跟初速度方向相同,物体做加速直线运动;加速度为负值,可表示加速度的方向跟初速度方向相反,物体做减速直线运动.3. 加速度不是增加的速度,不是速度变化的多少.加速度大,表示速度变化快,并不表示速度大,也不表示速度变化大,加速度与速度、速度的变化没有直接的因果关系.加速度很大时,速度可以很小;加速度很小时,速度可以很大.4.加速度等于v 一t 图中图线的斜率.斜率值大,表示加速度值大;斜率值小,表示加速度值小;斜率为零,表示加速度为零.斜率为正值,表示加速度的方向与所设正方向相同;斜率为负值,表示加速度的方向与所设正方向相反.斜率不变,表示加速度不变.典例剖析例1 下列说法中正确的是 ( ) A .物体的速度改变量越大,加速度越大B .物体在单位时间内速度变化越大,加速度越大C .物体速度大,加速度也大D .物体速度为零,速度也为零分析解答: 由加速度的定义式tva ∆∆=可知,加速度的大小是由速度的变化量和这一变化所用的时间共同确定的.速度变化越大,所用时间不确定,加速度不一定越大;速度变化所用时间短,但速度的变化量大小未确定,也不能确定加速度一定越大;单位时间内速度变化越大,加速度越大.加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度变化越快,加速度一定越大.综上所述,选项B 正确.解后反思: 加速度是反映速度变化快慢的物理量,加速度越大,只能说明速度变化越快,不能说明速度变化越大,也不能说明物体运动越快,因此要正确区分速度v 、速度变化量△v 、和加速度a 的不同.例2 足球以8m /s 的速度飞来,运动员在0.2 s 的时间内将足球以12m /s 的速度反向踢出,足球在这段时间内平均加速度大小为 m /s 2,方向与 m /s 2的速度方向相反.分析解答: 以初速度方向为假定的正方向,则v 0=8 m /s ,v t =-12 m /s ,由tv v a t 0-=得 220/100/2.0812s m s m t v v a t -=--=-=负号表示平均加速度a 的方向与假定的正方向相反.故答案为:100,8.解后反思:速度及加速度均为矢量,运算速度变化Δv 时应注意其方向.例3 一质点做直线运动的v 一t 图象如图1-15.所示,质点在0~1s 内做 运动,加速度为 m /s 2;在1~3s 内,质点做 运动,加速度为 m /s 2;在3~4s 内质点做 运动.加速度为 rn /s 2;在l ~4s 内质点做 运动,加速度为 m /s 2.分析解答: 由图可知:质点在0~ls 内做加速度为零的匀加速直线运动,加速度221011/6/16s m s m t v v a =-=-=在l ~3s 内做匀减速直线运动,加速度222132/3/260s m s m t v v a -=-=-=在3~4s 内,质点做反向匀加速直线运动,加速度223343/3/13s m s m t v v a -=--=-=在1~4s 内,质点做匀变速直线运动,加速度221044/3/363s m s m t v v a -=--=-=解后反思: 要注意理解v 一t 图象的物理意义,掌握根据v 一t 图象判断运动性质、运动方向、加速度方向及求加速度的方法. 公式中 tv v a t 0-=中,a 、v 0、v t 均为矢量,使用时要选定正方向.v 0、v t 的方向与正方向相同时取正号,相反时取负号,计算时要代入正、负号进行运算.算得的结果为正值,表明a 与选定的正方向同向;若为负值,表明a 与选定的正方向反向.图1-15课内练习1.根据给出的速度、加速度的正负,对下列运动性质的判断正确的是( )A.v0<0,a>0,物体先做加速运动,后做减速运动B.v0<0,a<0,物体做加速运动C.v0>0,a<0,物体先做减速运动,后做加速运动D.v0>0,a=0,物体做匀速运动2.一个质点做直线运动,原来v>0,a>0,s>0,从某时刻开始把加速度均匀减少至零,则( )A.速度逐渐增大,直至加速度为零为止B.速度逐渐减小,直至加速度为零为止C.位移继续增加,直至加速度为零为止D.位移继续减小,直至加速度为零为止3.物体以a=2 m/s2的加速度做直线运动,那么在任意l s内()A.物体的末速度一定等于初速度的2倍B.物体的末速度一定比初速度大2 m/sC.物体的末速度一定比前1 s内的初速度大2 m/sD.物体的末速度一定比前l s内的末速度大2 m/s4.甲、乙为两个在同一直线沿规定的正方向运动的物体,a甲=4 m/s2,a乙=-4 m/s2.那么,对甲、乙两物体判断正确的是( )A.甲的加速度大于乙的加速度B.甲、乙两物体的运动方向一定相反C.甲的加速度和速度方向一致,乙的加速度和速度方向相反D.甲、乙的速度量值都是越来越大的课外练习基础题5.一架超音速战斗机以2.5马赫的速度(2.5倍的音速),沿直线从空中掠过,人们看呆了,众说纷纭,以下说法正确的是( )A.这架飞机的加速度真大B.这架飞机飞得真快C.这架飞机的加速度等于零D.这架飞机的加速度不大6、关于速度、速度的变化量、速度变化率的关系,下列说法中正确的是( )A.速度变化量越大,速度的变化率一定越大B.速度越大,速度变化量一定越大C.速度的变化率为零,速度一定为零D .速度很大,速度变化率可能很小,速度为零,速度变化率不一定为零 提高题7、一个质点做直线运动,在2s 内速度大小由2m/s 变化为4m/s ,则物体的平均加速度为 m /s 2.8、下列关于速度和加速度的叙述中,正确的是 ( ) A .物体的速度越大,它的加速度也一定越大 B .物体运动的加速度为零,它的速度为零C .物体运动的速度改变量越大,它的加速度也一定越大D .加速度的大小表示物体速度随时间变化的快慢9.物体在做加速直线运动的过程中经过A 、B 两点时的速度分别是20 m /s 和50 m /s ,若该物体的加速度为5 m /s 2,那么物体从A 到B 的时间为 s·10. 某物体沿直线运动的v -t 图象如图1-16所示,下列说法正确的是 ( ) A .物体在第1s 末运动方向发生变化B .第2~3s 内和第6~7s 内的加速度相同C .物体在第2s 末返回到出发点然后向反方向运动D .物体加速度大小始终不变 探究题11、2000年8月18日,新闻联播中报道,我国空军研究人员在飞机零高度、零速度的救生脱险方面的研究取得成功.报道称:由于飞机发生故障大多数是在起飞、降落阶段,而此时的高度几乎为零高度.另外在飞行过程中会出现突然停止现象,在这种情况下,飞行员脱离险情非常困难.为了脱离危险必须在0.1秒的时间内向上弹离飞机,脱离飞机的速度为20 m /s ,你判定一下弹离过程中的加速度为多大?本章知识网络①质点②参考系和和坐标系 ③时间和时刻④位移和路程⑤速度(平均速度、瞬时速度、速率) ⑥加速度意义:表示速度随时间变化规律①确定某时刻的速度 ②判断物体运动性质(加速、减速)③判定运动方向(正方向、负方向) ④看加速度实验:用打点计时器测速度基本概念应用v -t 图运动 的 描 述图1-16。
第5节 速度变化快慢的描述——加速度一、加速度1.定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值.即a =Δv Δt. 2.单位:国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号是m/s 2或m·s -2.3.加速度的物理意义:表示物体速度变化快慢的物理量,加速度a 也叫速度对时间的变化率.4.a =ΔvΔt是用比值定义法定义的物理量,a 的大小与Δv 、Δt 无关(填“有关”或“无关”),不能说a与Δv 成正比,与Δt 成反比.【例1】 雨滴从高空由静止下落,由于空气阻力作用,其加速度逐渐减小,直到变为零,在此过程中雨滴的运动情况是( )A .速度不断减小,加速度为零时,速度最小B .速度不断增大,加速度为零时,速度最大C .位移越来越小D .速度变化率越来越大解析 雨滴做加速直线运动,加速度减小,雨滴下落的速度增加得越来越慢;加速度为零时,雨滴的速度最大,A 错,B 对;雨滴一直下落,位移逐渐增大,C 错.加速度即为速度变化率,加速度减小,故速度变化率减小,D 错.答案 B【例2】由a =ΔvΔt可知( )A .a 与Δv 成正比B .物体加速度大小由Δv 决定C .a 的方向与Δv 的方向相同D .Δv /Δt 叫速度变化率,就是加速度 答案 CD解析 加速度的大小与Δv 和Δt 的比值有关,只知道Δv 或Δt 的大小,不能确定加速度的大小,A 、B 错;a 的方向与Δv 的方向相同,C 对;Δv /Δt 叫速度变化率,表示速度变化的快慢,也就是加速度,D 对.1.关于速度、速度改变量、加速度,正确的说法是( ) A .物体运动的速度改变量很大,它的加速度一定很大 B .速度很大的物体,其加速度可以很小,可能为零 C .某时刻物体的速度为零,其加速度一定为零 D .加速度很大时,运动物体的速度一定很大 答案 B解析 由a =ΔvΔt知,速度改变量Δv 很大,它的加速度不一定很大,A 错.沿直线匀速飞行的飞机,速度很大,加速度为零,B 对.做变速运动的物体一定有加速度,但它的速度有时可能为零,C 错.弹药爆炸瞬间,炮弹的加速度很大,但速度较小,D 错.2.物体M 的加速度是+3 m/s 2,物体P 的加速度为-5 m/s 2,下列说法正确的是( ) A .物体M 的加速度比物体P 的加速度大 B .物体P 的速度变化比物体M 的速度变化快 C .物体M 的速度一定在增大 D .物体P 的速度可能在减小 答案 BD解析 加速度是反映速度变化快慢的物理量,加速度越大,速度变化越快,加速度是矢量,正负表示加速度的方向,物体M 的加速度小于物体P 的加速度,所以物体P 的速度变化快,故A 错误,B 正确.判断物体做加速运动还是减速运动,是根据速度的方向与加速度的方向关系进行判断的,由于不知道初速度的方向,所以两物体的运动情况无法判断,故C 错误,D 正确.3.物体的加速度大小为3 m/s 2,表示这物体( ) A .每秒运动3 mB .每经过1 s ,其速度增大3 m/sC .每经过1 s ,其速度变化量大小为3 m/sD .每经过1 s ,其速度减小3 m/s 答案 C解析 物体做变速运动,不同时间段内,每秒的位移不同,A 错;仅凭所给条件不能确定物体是加速还是减速,B 、D 错.由Δv =a Δt 得,每经过1 s ,物体的速度变化量大小为3 m/s ,C 对.4.下列与速度和加速度相关的说法中,正确的是( )A .上海磁悬浮列车的最高速度可达430 km/h ,它的加速度一定很大B .运载火箭在点火后的短时间内,速度的变化很小,它的加速度也很小C .优秀短跑运动员起跑后,速度可以在0.1 s 内达到10 m/s ,说明他的加速度小,但速度变化得快D .枪膛中的子弹初速度为零,加速度却很大,是由于子弹在短时间内速度改变得很多 答案 D解析 430 km/h 是最大速度,但不能说明加速度很大,磁悬浮列车有一段以最大速度运行的匀速运动,其加速度是零,故A 错.短时间内速度变化小,加速度也可能很大,要看速度变化量和时间的比值,故B 错.加速度大小表明速度变化的快慢,大则快,小则慢,故C 错.加速度大说明速度变化得快,一定时间内速度改变得多,故D 正确二、加速度方向与速度方向的关系1.加速度的方向:加速度的方向与速度变化量的方向相同.2.加速度方向与速度方向的关系:在直线运动中,如果速度增大,加速度的方向与速度的方向相同;如果速度减小,加速度的方向与速度的方向相反.3.加速度的矢量性:由a =ΔvΔt知加速度的方向总是与速度变化量Δv 的方向相同.但与速度的方向没有必然联系.4.加速度对运动的影响(1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢 ①加速度大表示物体速度变化得快. ②加速度小表示物体速度变化得慢.(2)加速度的方向与速度方向的关系决定物体是加速还是减速 ①加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运动; ②加速度方向与速度方向相反时,物体做减速运动.【例1】 爆炸性的加速度往往是跑车的卖点,某品牌跑车由静止加速至100 km/h 只需4.2 s. (1)求该品牌跑车的平均加速度的大小.(2)假设普通私家车的平均加速度为3 m/s 2,它需要多长时间才能由静止加速至100 km/h?解析 (1)末速度v =100 km/h =1003.6m/s ≈27.78 m/s平均加速度a =v -v 0t =27.78-04.2m/s 2≈6.61 m/s 2(2)所需时间t ′=v -v 0a ′=27.78-03 s =9.26 s答案 (1)6.61 m/s 2 (2)9.26 s【例2】一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4 m/s,2 s 后速度大小变为10 m/s ,则在这2 s 内该物体的加速度大小可能为( )A .2 m/s 2B .3 m/s 2C .5 m/s 2D .7 m/s 2 答案 BD5.根据给出的速度和加速度的正、负,对下列运动性质的判断正确的是( ) A .v 0>0,a <0,物体做加速运动 B .v0<0,a <0,物体做加速运动 C .v 0<0,a >0,物体做减速运动 D .v 0>0,a >0,物体做加速运动 答案 BCD解析 物体运动的速度、加速度的方向是任意规定的,当速度的方向和加速度的方向相同时,做加速运动;方向相反时做减速运动.不能只根据加速度的正、负来判断物体是做加速运动还是做减速运动.正确答案是B 、C 、D.6.下列说法中正确的是( )A .有加速度的物体,其速度一定增加B .没有加速度的物体,其速度一定不变C .物体的速度有变化,则必有加速度D .物体的加速度为零,则速度也一定为零 答案 BC解析 a 不等于零,则Δv =a Δt ≠0,速度一定变化,但不一定是增加,A 错误;a =0,则Δv 一定为零,速度一定不变,但不一定为零;反之,Δv ≠0,则a =ΔvΔt一定不为零.故B 、C 正确,D 错误.7.某物体做直线运动,在运动中加速度逐渐减小至零,则( ) A .物体的速度一定逐渐减小 B .物体的速度可能不变C .物体的速度可能逐渐增大,直至做匀速运动D .物体的速度可能逐渐减小,直到做匀速运动答案CD解析物体的加速度逐渐减小,说明速度的变化越来越小,速度大小的变化要看加速度方向与速度方向的关系:当加速度方向与速度方向同向时,物体做加速运动;当加速度方向与速度方向反向时,物体做减速运动,C、D项正确.三、v-t图象与加速度1.定性判断:v-t图象的倾斜程度反映了加速度的大小,倾斜程度越大,加速度越大.2.定量计算:v-t图象的斜率表示物体的加速度.3.v-t图象的斜率大小表示加速度大小如图所示,在v-t图象中,比值ΔvΔt描述了直线的倾斜程度,叫做直线的斜率,其值等于物体运动的加速度.(1)在同一个坐标系中,斜率越大,加速度越大.(2)v-t图线为倾斜直线时,表示物体的加速度不变,如图1中的图线甲、乙所示;图线为曲线时表示物体的加速度变化,图线切线的斜率表示这一时刻的瞬时加速度,如图中A点的切线e的斜率等于该时刻A 点的瞬时加速度,整个运动过程中物体的加速度在减小.2.v-t图象斜率的正负表示加速度的方向.3.由v-t图象判断速度的变化通过v—t图象可直观判断速度的变化与加速度的正、负无关.如图所示.(1)在0~t0时间内,v<0,a>0,物体做减速运动;(2)在t>t0时间内,v>0,a>0,物体做加速运动.【例1】如图4所示是一个物体向东运动的速度图象.由图可知在0~10 s内物体的加速度大小是________,方向________,物体做________运动;在10 s~40 s内物体的加速度为____________,物体做________运动;在40 s~60 s内物体的加速度大小是________,方向________,物体做________运动.图4解析由题图可知,在0~10 s内,物体做加速直线运动,加速度a1=30-010-0m/s2=3 m/s2;在10 s~40s内,物体做匀速直线运动,a2=0;在40 s~60 s内,物体做减速直线运动,a3=0-3060-40m/s2=-1.5 m/s2.a1为正,说明a1方向与初速度方向相同,向东;a3为负,说明a3方向与初速度方向相反,向西.答案 3 m/s2向东加速直线0匀速直线 1.5 m/s2向西减速直线【例2】甲、乙两个物体在同一直线上运动,它们的v-t图象如图5所示,则在t1时刻()图5 A.甲、乙运动的速度大小相等,方向相反B.甲、乙运动的速度大小相等,方向相同C.甲、乙运动的加速度大小不等,方向相同D.甲、乙运动的加速度大小不等,方向相反答案BD解析由题图知,甲、乙直线的斜率大小不等,且一正一负,所以甲、乙在t1时刻速度相同,加速度大小不等,方向相反.4.(v-t图象与加速度)做直线运动的物体,其v-t图象如图6所示,试根据v-t图象判断:图6(1)第1秒内,物体的加速度为多大?(2)第2秒内和第4秒内的加速度是否相同?(3)在第4秒内,物体做什么运动?答案(1)4 m/s2(2)加速度相同(3)物体做加速度恒定且与原运动方向相反的加速直线运动,加速度大小为2 m/s2.解析(1)由题图知,物体在第1秒内,速度从0增加到4 m/s,故加速度大小a1=Δv/Δt=4-01m/s2=4m/s2.(2)第2秒内和第3秒内的加速度相同,该过程中物体的加速度a2=a3=ΔvΔt=0-43-1m/s2=-2 m/s2.在第4秒内,物体的速度从0变至-2 m/s,故该过程中加速度a4=ΔvΔt=-2-04-3m/s2=-2 m/s2.可见,第2秒内和第4秒内的加速度相同.(3)在第4秒内,物体做加速度恒定且与原运动方向相反的加速直线运动,加速度大小为2 m/s2.8.做直线运动的物体在t1、t3两时刻对应的纵坐标如图1所示,下列结论正确的是()A.t1、t3两时刻速度相同B.t2时刻速度和加速度均为零图1C.t1、t3两时刻加速度等值反向D.若t2=2t1,则可以求出物体的初速度为8 m/s答案 D解析由题图知,t1、t3时刻的速度大小相同,但方向相反,A项错误;t2时刻速度为零,但斜率不为零,说明加速度不为零,B项错误;t1、t3时刻图象斜率相同,加速度相同,C项错误;若t2=2t1,由于v-t图线为直线,所以Δt1和Δt2时间内速度的变化量Δv1=Δv2=-4 m/s,可得v0=8 m/s,D项正确.9.2013年6月“神舟十号”载人飞船与“天宫一号”成功对接,全国人民为之振奋.如图2甲所示,假设发射飞船的火箭某段时间内由地面竖直向上运动,该段时间内其竖直方向上的v-t图象可简化为如图乙所示,由图象可知()图2A.0~t1时间内火箭的加速度小于t1~t2时间内火箭的加速度B.在0~t2时间内火箭上升,t2~t3时间内火箭下落C.t2时刻火箭离地面最远D.t3时刻火箭回到地面答案 A解析由所给图象的斜率知,火箭的加速度在0~t1时间段内小于t1~t2时间段内,A对.火箭在0~t3时间段内一直上升,B错.t3时刻火箭上升到最高点,距地面最远,C、D错.10.如图3为一质点做直线运动的速度—时间图象,则在图中给出的该质点在前3 s内的加速度a随时间t变化关系的图象中正确的是()图3答案 A11.如图4所示为某质点运动的速度—时间图象,下列有关质点运动情况的判断正确的是()A.0~t1时间内加速度为正,质点做加速直线运动B.t1~t2时间内加速度为正,质点做减速直线运动图4C.t2~t3时间内速度为负,质点做加速直线运动D.t3~t4时间内速度为负,质点做减速直线运动答案ACD解析0~t1时间内加速度为正,速度为正,两者方向相同,质点做加速直线运动,A对.t1~t2时间内加速度为负,速度为正,B错.t2~t3时间内速度为负,加速度为负,质点做加速直线运动,C对.t3~t4时间内速度为负,加速度为正,质点做减速直线运动,D对.题组四加速度的计算12.足球以8 m/s的速度飞来,运动员把它以12 m/s的速度反向踢出,踢球时间为0.2 s,设球飞来的方向为正方向,则足球在这段时间内的加速度是(设运动员踢足球的力为恒力)()A.-20 m/s2B.20 m/s2C.100 m/s2D.-100 m/s2答案 D解析选取足球飞来的方向为正方向,则初速度v1=8 m/s,末速度v2=-12 m/s.故加速度a=v2-v1t=-12-80.2m/s2=-100 m/s2,负号表示加速度方向与足球飞来的方向相反,故选项D正确.13.如图5所示,M99是一款性能先进的大口径半自动狙击步枪.步枪枪管中的子弹从初速度为0开始,经过0.002 s的时间离开枪管被射出.已知子弹在枪管内的平均速度是600 m/s,射出枪口瞬间的速度是1 200 m/s,射出过程中枪没有移动.求:图5(1)枪管的长度;(2)子弹在射出过程中的平均加速度.答案(1)1.2 m(2)6×105 m/s2,方向与子弹的速度方向相同解析(1)枪管的长度l=v t=600×0.002 m=1.2 m(2)a=ΔvΔt=1 200-00.002m/s2=6×105 m/s2方向与子弹的速度方向相同.。
速度变化的快慢——加速度一、教学目标知识与技能:1.理解加速度的物理意义,知道加速度是矢量。
知道平均加速度和瞬时加速度。
2.通过对日常生活中有关加速度的实例的分析,进一步体会变化率的概念及表达方式。
3.理解匀变速运动的意义,能用v~t图象表示匀变速直线运动,并能通过图象确定加速度。
过程与方法:1.经历将生活中的实际上升到物理概念的过程,理解物理与生活的联系,初步了解如何描述运动.通过事例,引出生活中物体运动的速度存在加速和减速的现实,提出为了描述物体运动速度变化的快慢,引入了加速度概念的必要性,激发学生学习的兴趣.2.帮助学生学会分析数据,归纳总结得出加速度.3.教学中从速度一时间图象的角度看物体的加速度,主要引导学生看倾斜直线的“陡度”(即斜率),让学生在实践中学会应用数据求加速度.情感态度与价值观:1、利用实例激发学生的求知欲,激励学生的探索精神。
2、领会人类探索自然规律中严谨的科学态度,理解加速度概念的建立对人类认识世界的意义,培养学生区分事物的能力及学生的抽象思维能力.3、培养合作交流的思想,能主动与他人合作,勇于发表自己的主张,勇于放弃自己的错观点.二、教学内容剖析本节课的地位和作用:加速度是力学中的重要概念,也是高一年级物理课较难懂的概念。
在学生的生活经验中,与加速度有关的现象不多,这就给学生理解加速度概念带来困难。
为此,教材先列举小型轿车和旅客列车的加速过程,让学生讨论它们速度变化的快慢以增强学生的感性认识。
教材还展示飞机的起飞过程,要求学生从具体问题中了解“速度快”“速度变化大”“速度变化快”的含义不同,又在旁批中指出“物体运动的快慢”与“运动速度变化的快慢”不同。
在此基础上再说明平均加速度的意义,进而说明瞬时加速度。
对重要的v—t图象,教材又设置一个“思考与讨论”,让学生通过v—t图象加深对加速度的认识和对图象的理解。
本节课教学重点:1、速度的变化量、速度的变化率的含义。
2、加速度的概念及物理意义。
第4节速度变化快慢的描述——加速度课程标准解读|1.掌握加速度的概念,能区分v、Δv 、ΔvΔt,理解加速度的矢量性。
2.能根据速度和加速度的方向关系判断物体的运动性质。
3.能根据v-t图像分析、计算加速度。
一、加速度1.定义:加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间之比。
2.公式:a=Δv Δt。
3.物理意义:描述物体速度变化的快慢。
4.单位:在国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号为m/s2或m·s-2。
5.标矢性:加速度是矢量,它既有大小,也有方向。
二、加速度的方向1.加速度的方向:与速度变化量的方向相同。
2.加速度方向与速度方向的关系:在直线运动中,如果速度增加,加速度的方向与初速度的方向相同,如果速度减小,加速度的方向与初速度的方向相反。
三、从v-t图像看加速度1.定性判断(1)v-t图像反映的是物体的速度随时间变化的情况。
(2)在v-t图像中,由图线的倾斜程度(斜率大小)可以判断加速度的大小,倾角(图线与横坐标轴的夹角)越大,加速度越大。
2.定量计算:在v-t图像中,直线的斜率表示加速度,在图线上取两点E(t1,v1)、F(t2,v2),加速度的数值a=ΔvΔt=v2-v1t2-t1。
判断下列说法是否正确。
(1)加速度是表示物体运动快慢的物理量。
()(2)速度大的物体加速度一定大。
()(3)速度变化大的物体加速度一定大。
()(4)物体A的加速度为2 m/s2,B的加速度为-3 m/s2,则A的加速度大于B 的加速度。
()提示:(1)×(2)×(3)×(4)×探究一加速度的理解和大小计算如图所示(1)图1中一辆小汽车在10 s内速度从0增大到100 km/h,一列火车在300 s 内速度也从0增大到100 km/h,如何比较汽车和火车的速度变化快慢?(2)图2中羚羊在4 s内速度从0增大到25 m/s,猎豹在4 s内速度从0增大到30 m/s,如何比较羚羊和猎豹的速度变化快慢?(3)图3、4中苏炳添起跑时在0.16 s内速度从0增大到8 m/s,蜻蜓起飞时在0.4 s内速度从0增大到4 m/s,如何比较苏炳添和蜻蜓的速度变化快慢?提示:(1)速度变化量相等,小汽车所用时间短,速度变化快。
速度变化快慢的描述——加速度【学习目标】1、理解并掌握速度、速度的变化、加速度等基本概念2、清楚速度、速度的变化、加速度之间的区别与联系3、理解并掌握从v-t 图象看加速度 【要点梳理】 要点一、加速度 (1)提出问题列车启动时加速较慢,小轿车启动时速度增加得较快;列车进站时要经过较长的时间才能停下,速度减小得慢,小轿车遇到紧急情况急刹车时,在很短的时间内就能停下来,速度减小得快.可见,速度的变化有快慢之分,我们用“加速度”来描述物体速度变化的快慢.(2)定义:加速度是表示速度改变快慢的物理量,它等于速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值.(3)表达式:v a t∆=∆ 式中△v 表示速度的变化量,如果用t v 表示末速度,用v 0表示初速度,则△v =v 1-v 2,故也可写成t v v a t-=. (4)单位:m/s 2(5)矢量性:加速度既有大小,也有方向,是矢量.直线运动中加速度的方向与速度变化量△v 的方向相同.要点诠释:△v =v t -v 0,叫做速度的改变量,由于速度是矢量,求其改变量时要特别注意其方向性,如物体沿x 轴方向做直线运动,初速度v 0=2m/s ,经10s 其末速度变为v t =7m/s ,两速度方向显然是一致的,则在10s 内其速度的改变量△v =v t -v 0=7m/s-2m/s =5m/s ,如图所示,我们规定初速度的方向为正方向,则速度改变量△v 的方向与规定的正方向相同.若仍规定初速度的方向为正方向,v 0=2m/s ,10s 后,末速度大小虽然仍是7m/s ,但方向相反,即7m /s t v '=-,如图所示,则速度改变量07m /s 2m /s 9m /s t v v v ''∆=-=--=-,在9m/s v ∆=-中的“-”号表示速度改变量的方向与规定的正方向相反,“-”号不表示大小,只表示方向. 在以上两种情况下,第一次加速度2215m /s 0.5m /s 10v a t ∆===,与初速度v 0同向;第二次加速度2229m /s 0.9m /s 10v a t '∆-===-,与初速度v 0反向. (6)由va t ∆=∆所求应是△t 内的平均加速度,若△t 很短,也可近似看成瞬时加速度.要点二、速度v 、速度变化量△v 、加速度a 的比较 要点诠释:比较项目速度加速度速度改变量联系物理意义描述物体运动快慢和方向的物理量,状态量描述物体速度变化快慢和方向的物理量,性质量描述物体速度改变大小程度的物理量,是一过程量三者无必然联系,v很大,速度的变化量可能很小,甚至为0,a也可大可小定义式v x/t x/tV V=或tv vat-=或/a v t=∆∆t0v v v-V=单位m/s m/s2m/s决定因素v的大小由v0、a、t决定a不是由v t vV V、、来决定的,a由F与m决定(后续学习)△v由v t与v0决定,而且v a tV g V=也由a与△t决定方向与位移x或△x同向,即物体运动的方向与△v方向一致,而与v0、v t方向无关由v v v-V=或v a tV g V=决定的方向大小①位移与时间的比值②位移对时间的变化率③x-t坐标系中曲线在该点的切线斜率大小①速度对时间的变化率②速度改变量与所用时间的比值③v-t坐标系中,曲线在该点切线斜率大小即t0v v v-V=要点三、匀变速直线运动要点诠释:(1)定义:物体做直线运动的加速度大小、方向都不变,这种运动叫做匀变速直线运动.(2)匀变速直线运动分为匀加速直线运动和匀减速直线运动.取初速度方向为正方向时:对匀加速直线运动,v t>v0,a>0,加速度为正,表示加速度方向与初速度方向相同.对匀减速直线运动,v t<v0,a<0,加速度为负,表示加速度方向与初速度方向相反.(3)匀变速直线运动的特点是:①加速度大小、方向都不变.②既然加速度不变,则相等时间内速度的变化一定相同(△v=a△t).③在这种运动中,平均加速度与瞬时加速度相等.要点四、从v-t图象看加速度要点诠释:(1)如果速度均匀增加或减小,说明物体的加速度不变,这样的直线运动,其v-t图象为一直线;反之,也可说匀变速直线运动的速度图象是一条倾斜的直线.图甲为匀加速直线运动的v-t图象,图乙为匀减速直线运动的v-t图象.由图甲可知2242/0.5m /s 4v a m s t ∆-===∆ 由图乙可知2204m /s 0.8m /s 5t a t ∆-'===-∆,负号表示加速度与初速度方向相反.因此可根据匀变速直线运动的v-t 图象求其加速度.(2)如果速度变化不均匀,说明物体的加速度在变化,其v-t 图象为一曲线(如图所示).曲线上某时刻的切线的斜率大小表示该时刻的瞬时加速度大小.切线斜率的正、负表示加速度方向.要点五、如何判断物体做的是加速运动还是减速运动 要点诠释:判断物体是加速运动还是减速运动的方法有两个:第一,根据v-t 图象,看随着时间的增加,速度的大小如何变化.若越来越大,则做加速运动,反之则做减速运动;第二,根据加速度方向和速度方向间的关系.只要加速度方向和速度方向相同,就是加速;加速度方向和速度方向相反,就是减速.这与加速度的变化和加速度的正、负无关.可总结如下:要点六、对加速度理解的十个“不一定” 要点诠释:(1)物体的速度大,加速度不一定大. (2)物体的速度很小,加速度不一定很小. (3)物体的速度为零,加速度不一定为零. (4)物体的速度变化大,加速度不一定大. 物体的加速度v a t ∆=∆,加速度的大小由公式中的分子和分母共同决定.速度大,v t∆∆也不一定大.速度变化△v =a △t ,△v 很大不一定是a 很大.如果物体的速度变化很大,但是发生这一变化所用的时间很长,那么vt∆∆可能很小,也就是说加速度可能很小. (5)负加速度不一定小于正加速度.(6)加速度为负,物体不一定做减速运动.物体的加速度为负,表示加速度的方向与规定的正方向相反,若物体的速度方向也与规定的正方向相反,那么加速度的方向与速度方向相同,物体做加速运动.只要加速度与速度同向,物体就做加速运动.可见,“正”的加速度不一定表明物体做加速运动,“负”的加速度也不一定表明物体做减速运动. (7)加速度不断减小,物体的速度不一定减小. (8)加速度不断增大,物体的速度不一定增大.万不能认为加速度增大,速度一定增大,加速度减小,速度也减小.判断速度是否增大的方法是看物体加速度的方向与速度的方向是否相同,若二者方向相同,则物体速度一定增大;若二者方向相反,则物体速度一定减小.(9)物体速度大小不变,加速度不一定为零.加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,速度是矢量,既有大小又有方向,除静止和匀速直线运动外,任何其他形式的运动,物体的速度总是变化的,速度大小改变、速度方向改变或者速度大小和方向均改变,一句话,只要物体运动的速度变化了,物体的加速度就不为零.如做匀速圆周运动的物体,速度大小不变,但是方向时刻在改变,所以仍有加速度. (10)加速度方向不一定与速度在同一直线上.加速度是矢量,加速度的方向与速度增量方向相同,即与△t =v t -v 0的方向相同,其方向与速度方向之间并无确定关系.物体做直线运动,若v t >v 0(如图所示),则△v 的方向与v 0方向相同,即加速度a 的方向与v 0方向相同,物体做加速运动;若v t <v 0(如图b),则△v 的方向与v 0方向相反,物体做减速直线运动.以后我们还会学习曲线运动,物体运动速度大小改变,方向也要改变.加速度方向与速度方向既不相同,也不相反.如做平抛运动的物体,加速度的方向与速度方向不在同一直线上.【典型例题】类型一、关于加速度概念的理解例1、一只足球以10m/s 的速度沿正东方向运动,运动员飞起一脚,足球以20m/s 的速度向正西方向飞去,运动员与足球的作用时间为0.1s ,求足球获得加速度的大小和方向.【答案】300m/s 2向西【解析】对于足球,初、末速度方向相反,求解时应确定正方向.正方向是人为规定的,通常取初速度的方向为正方向.规定正东方向为正方向,则v 0=10m/s ,v t =-20m/s . 由0t v v a t -=得加速度222010m /s 300m /s 0.1a --==-,“-”号表示加速度的方向向西. 另解:若规定正西方向为正方向,则v 0=-10m/s ,v t =20m/s . 由0t v v a t -=得加速度2220(10)m /s 300m /s 0.1a --==,加速度方向向西. 【总结升华】解题结论与正方向的规定无关.设好正方向,准确表达各物理量,按步骤做题,逐渐养成清晰、严密的思维习惯. 举一反三【变式1】速度与加速度的关系,下列说法中正确的是( ) A .速度变化得越多,加速度就越大 B .速度变化得越快,加速度就越大C .加速度方向保持不变,速度方向也保持不变D .加速度大小不断变小,速度大小也不断变小 【答案】B 【解析】“速度变化得越多”是指△v 越大,但若所用时间t 也很大,则△v /t 就不一定大,故A 错.“速度变化得越快”是指速度的变化率△v /t 越大,即加速度a 越大,B 正确.加速度方向保持不变,速度方向可若加速度的方向与速度方向相同.尽管加速度在变小,但物体仍在加速,直到加速度a =0时,速度达到最大,故D 错.【总结升华】加速度与速度的关系:加速度与速度无必然的联系.即:速度大的物体加速度不一定大,速度小的物体加速度不一定小,速度为零的物体加速度不一定为零. 高清课程:速度变化快慢的描述——加速度 12页】【变式1】速度为15m/s 的物体,经过20秒后停止运动。