2019高中物理人教版(通用版)讲义:1-1-5速度变化快慢的描述——加速度.pdf
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1、凡读书 须要读得字字响亮,不可误一字,不可少一字,不可多一字,不可倒一字,不可牵强暗记,只是要多诵数遍,自然上口,久远不忘。古人云,读书百遍,其义自见。谓读得熟,则不待解说,自晓其义也。余尝谓,读书有三到,谓心到,眼到,口到。 邴原少孤,数岁时,过书舍而泣。师曰:童子何泣?原曰:孤者易伤,贫者易感。夫书者,凡得学者,有亲也。一则愿其不孤,二则羡其得学,中心伤感,故泣耳。师恻然曰:欲书可耳原曰:无钱资。师曰:童子苟有志吾徒相教不求资也。 1 / 18 2019 高中物理人教版(通用版)讲义:1-1-5 速度变化快慢 的描述 加速度 学习目标核心提炼 1.理解加速度的概念,能区分v、 v与v t
2、的关系。 1个定义 加速度的比值 定义法 2种方法 求解加速度方 法:公式法或图象法 3个物理量 速度、速度 变化量和加速度 2.知道加速度的矢量性,能根据加速度与速度 方向的关系判断物体的运动情况。 3.掌握运用 vt图象计算加速度大小的方法及 分析物体的运动情况。 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。 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/s2 或 m s2。 3. 物理意义 加速度 a 是表示物体速度变化快慢的物理量, 也叫速度对时间的变化 率。 4.a 是用比值定义法定义的物理量,a 的大小与 v、t 无关。 思维拓展
3、 图 1 中甲、乙、丙、丁各物体都在做直线运动,其运动的速度在发生 变化,但速度变化的快慢不同。 凡读书 须要读得字字响亮,不可误一字,不可少一字,不可多一字,不可倒一字,不可牵强暗记,只是要多诵数遍,自然上口,久远不忘。古人云,读书百遍,其义自见。谓读得熟,则不待解说,自晓其义也。余尝谓,读书有三到,谓心到,眼到,口到。 邴原少孤,数岁时,过书舍而泣。师曰:童子何泣?原曰:孤者易伤,贫者易感。夫书者,凡得学者,有亲也。一则愿其不孤,二则羡其得学,中心伤感,故泣耳。师恻然曰:欲书可耳原曰:无钱资。师曰:童子苟有志吾徒相教不求资也。 2 / 18 图 1 1. 万吨货轮和火箭在相同时间内谁的速度
4、变化大?谁的速度变化 快? 答案火箭火箭 2. 列车和小轿车从静止开始运动达到相同速度,所用时间不同, 谁的 速度变化快? 答案小轿车 3. 甲、乙、丙、丁四种情形中,加速度的大小各为多少? 答案甲0.02 m/s2 乙10 m/s2 丙0.056 m/s2 丁1.4 m/s2 二、加速度方向与速度方向的关系 1. 加速度的方向:与速度变化量的方向相同。 2. 加速度与速度的方向关系:在直线运动中,如果速度增加,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。 思维拓展 图 2 中做直线运动的火车,在40 s 内速度由 10 m/s 增加到 20 m/s, 那
5、么火车在 40 s 内速度的变化量是多少?火车的加速度是多少?加 速度的方向与速度变化量的方向有什么关系? 图 2 答案vv2v110 m/s,a0.25 m/s2 ,相同 三、从 vt 图象看加速度 凡读书 须要读得字字响亮,不可误一字,不可少一字,不可多一字,不可倒一字,不可牵强暗记,只是要多诵数遍,自然上口,久远不忘。古人云,读书百遍,其义自见。谓读得熟,则不待解说,自晓其义也。余尝谓,读书有三到,谓心到,眼到,口到。 邴原少孤,数岁时,过书舍而泣。师曰:童子何泣?原曰:孤者易伤,贫者易感。夫书者,凡得学者,有亲也。一则愿其不孤,二则羡其得学,中心伤感,故泣耳。师恻然曰:欲书可耳原曰:无
6、钱资。师曰:童子苟有志吾徒相教不求资也。 3 / 18 1. 定性判断: vt 图象的斜率反映加速度的大小。 图 3 2. 定量计算:在 vt 图象上取两点 E(t1 ,v1)、F(t2 ,v2) ,加速度 的数值 a。 思维拓展 观察图 4,完成下列问题。 图 4 (1) 坡的“陡”与“缓”与图线的“陡”与“缓”有什么联系? (2) 图线斜率越大, 说明速度变化越 _,那么加速度越 _(如 图中 aOA aBC);斜率为0,说明速度保持 _,即加速度为 _(如图中 AB段) (3) 斜率为正,表示加速度的方向与正方向_(如图中 OA段) 。 斜率为负,表示加速度的方向与正方向_(如图中 BC
7、段)。 答案(1) 坡“陡”与图线“陡”均表示速度变化的快坡“缓”与 图线“缓”均表示速度变化慢(2) 快大不变0 (3) 相同相 反 加速度与速度、速度变化量的比较 要点归纳 速度、速度变化量、加速度比较 相关量 比较项 速度v速度变化量 v加速度 a 定义 物体的位移与所用 时间的比值 物体的末速度与初 速度的差值 物体速度的变化量 与所用时间的比值 凡读书 须要读得字字响亮,不可误一字,不可少一字,不可多一字,不可倒一字,不可牵强暗记,只是要多诵数遍,自然上口,久远不忘。古人云,读书百遍,其义自见。谓读得熟,则不待解说,自晓其义也。余尝谓,读书有三到,谓心到,眼到,口到。 邴原少孤,数岁
8、时,过书舍而泣。师曰:童子何泣?原曰:孤者易伤,贫者易感。夫书者,凡得学者,有亲也。一则愿其不孤,二则羡其得学,中心伤感,故泣耳。师恻然曰:欲书可耳原曰:无钱资。师曰:童子苟有志吾徒相教不求资也。 4 / 18 表达式 vx t vv2v1 av t 单位m/sm/sm/s2 方向 速度的方向就是物 体运动的方向 va t, v与a 的方向相同 a与 v的方向相同 物理意义 表示物体运动的快 慢和方向 表示物体速度变化 的大小和方向 表示物体速度变化 的快慢和方向 精典示例 例 1 关于速度、速度改变量、加速度,下列说法正确的是( ) 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
9、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 审题指导 关键词信息 速度改变量很大仅指 v 很大, t未知 速度很大速度改变量可以很小,也可以为零 速度为零速度变化量不一定为零 加速度很大速度变化量不一定很大,速度变化需要时间 解析加速度是单位时间内速度的变化量,与速度无必然联系, 故选 项 B正确。 答案B 误区警示 1. 速度的变化量与加速度的关系 (1) 加速度 a 的方向与速度的变化量v 的方向一定相同,但速度的 凡读书 须要读得字字响亮,不可误一字,不可少一字,不可多一字,不可倒一字,不可牵强暗记,只是要
10、多诵数遍,自然上口,久远不忘。古人云,读书百遍,其义自见。谓读得熟,则不待解说,自晓其义也。余尝谓,读书有三到,谓心到,眼到,口到。 邴原少孤,数岁时,过书舍而泣。师曰:童子何泣?原曰:孤者易伤,贫者易感。夫书者,凡得学者,有亲也。一则愿其不孤,二则羡其得学,中心伤感,故泣耳。师恻然曰:欲书可耳原曰:无钱资。师曰:童子苟有志吾徒相教不求资也。 5 / 18 变化量 v 的大小不仅与加速度有关,还与时间有关。 (2) 根据加速度的大小不能判断速度变化量的大小,反过来,根据速 度变化量的大小也不能判断加速度的大小。 2. 速度与加速度的关系 (1) 速度和加速度的大小无直接关系。速度大,加速度不一
11、定大,加 速度大,速度也不一定大; 加速度为零, 速度可以不为零, 速度为零, 加速度也可以不为零。 (2) 速度和加速度的方向无直接关系。加速度与速度的方向可能相同 或相反,甚至两者的方向不在一条直线上。 例 2 (2018 郑州高一检测 ) 乒乓球被称为中国的国球,在历次国 际性的比赛中,中国队都取得了非常好的成绩。假设在某次比赛中, 中国选手马龙接住了对手打来的速度大小为30 m/s 的乒乓球,并将 球以 45 m/s 的速度反向扣杀,从接住到扣杀历时0.15 s ,则乒乓球 在被扣杀时平均加速度大小为( ) 图 5 A.50 m/s2 B.100 m/s2 C.250 m/s2 D.5
12、00 m/s2 解析以 45 m/s 方向为正方向 v45 m/s ( 30 m/s) 75 m/s a500 m/s2 方向与 45 m/s 的速度方向相同,故选项D正确。 答案D 凡读书 须要读得字字响亮,不可误一字,不可少一字,不可多一字,不可倒一字,不可牵强暗记,只是要多诵数遍,自然上口,久远不忘。古人云,读书百遍,其义自见。谓读得熟,则不待解说,自晓其义也。余尝谓,读书有三到,谓心到,眼到,口到。 邴原少孤,数岁时,过书舍而泣。师曰:童子何泣?原曰:孤者易伤,贫者易感。夫书者,凡得学者,有亲也。一则愿其不孤,二则羡其得学,中心伤感,故泣耳。师恻然曰:欲书可耳原曰:无钱资。师曰:童子苟
13、有志吾徒相教不求资也。 6 / 18 针对训练1 (2017山东济宁高一期中 )( 多选)核潜艇是国家的战 略利器,也是国家安全的重要保证。 某核潜艇在充满未知的深海独自 执行任务,做变速运动,关于核潜艇在变速运动过程中的速度、加速 度、速度变化量的关系,下列说法中正确的是( ) A.核潜艇某时刻的加速度等于0,但速度可以不为0 B.核潜艇的加速度方向向东,速度变化量的方向可以向西 C.核潜艇做直线运动, 后一阶段的加速度比前一阶段小,但速度可以 比前一阶段大 D.核潜艇的速度变化量很大,但加速度可能很小 解析根据 a知 B错误, D正确;再由 a 与 v 关系知 A、C均正确。 答案ACD
14、判断物体是加速还是减速的方法 要点归纳 由加速度来判断物体的运动情况 (1) 加速度的大小决定物体速度变化的快慢 (2) 加速度的方向与速度的方向关系决定物体加速还是减速。 物体是加速还是减速与加速度的变化和加速度的正、负无关,可总结 如下: 精典示例 例 3 ( 多选)根据给出的速度和加速度的正负,对下列物体的运动 性质的判断正确的是 ( ) A.v00,a0,物体先做加速运动,后做减速运动 凡读书 须要读得字字响亮,不可误一字,不可少一字,不可多一字,不可倒一字,不可牵强暗记,只是要多诵数遍,自然上口,久远不忘。古人云,读书百遍,其义自见。谓读得熟,则不待解说,自晓其义也。余尝谓,读书有三
15、到,谓心到,眼到,口到。 邴原少孤,数岁时,过书舍而泣。师曰:童子何泣?原曰:孤者易伤,贫者易感。夫书者,凡得学者,有亲也。一则愿其不孤,二则羡其得学,中心伤感,故泣耳。师恻然曰:欲书可耳原曰:无钱资。师曰:童子苟有志吾徒相教不求资也。 7 / 18 B.v00,a0,物体做加速运动 C.v00,a0,物体先做减速运动,后做加速运动 D.v00,a0,物体做匀速直线运动 思路探究(1) 如何判断物体做加速运动还是减速运动? (2)v0 与 a 的正负表示什么意义? 解析v0 与 a 同向时,做加速直线运动,v0 与 a 反向时,做减速直 线运动, a0 时,做匀速直线运动。故选项B、C、D正确
16、。 答案BCD 误区警示 加速度正负的理解误区 (1) 物体存在加速度,说明物体做变速运动,不一定是加速运动。 (2) 加速度的正负表示方向,加速度的方向与规定的正方向相同时为 正值,相反时为负值。 (3) 根据加速度的正负无法判断物体做加速运动还是减速运动,判断 的依据是加速度与速度的方向关系,同向加速,反向减速。 针对训练2 ( 多选)一辆汽车启动后,加速度、速度方向相同,且 加速度越来越小,则 ( ) A.汽车的速度也减小 B.汽车的速度仍在增大 C.当加速度减小到零时,汽车静止 D.当加速度减小到零时,汽车的速度达到最大 解析速度与加速度的方向相同, 加速度变小,速度增加的越来越慢,
17、凡读书 须要读得字字响亮,不可误一字,不可少一字,不可多一字,不可倒一字,不可牵强暗记,只是要多诵数遍,自然上口,久远不忘。古人云,读书百遍,其义自见。谓读得熟,则不待解说,自晓其义也。余尝谓,读书有三到,谓心到,眼到,口到。 邴原少孤,数岁时,过书舍而泣。师曰:童子何泣?原曰:孤者易伤,贫者易感。夫书者,凡得学者,有亲也。一则愿其不孤,二则羡其得学,中心伤感,故泣耳。师恻然曰:欲书可耳原曰:无钱资。师曰:童子苟有志吾徒相教不求资也。 8 / 18 一直到加速度为 0,速度达到最大,选项B、D正确。 答案BD vt 图象的理解与应用 要点归纳 1.v t 图象中加速度的意义 (1) 图象意义:
18、 vt 图象反映了运动物体的速度随时间变化的关系。 (2) 斜率意义: vt 图象的斜率反映运动物体的加速度。 斜率的大小表示加速度的大小。 斜率的正负表示加速度的方向。 2. 通过 vt 图象认识加速度 (1) 如果速度均匀增大或减小,加速度不变,vt 图象的斜率不变, 是一条倾斜的直线。如图6 中甲表示的加速度a12 m/s2 ,方向与 初速度方向相同;乙表示的加速度a22 m/s2 ,负号表示其方向 与初速度方向相反。 图 6 (2) 如果速度不是均匀变化的, 即物体的加速度在变化, 则 vt 图象 的斜率变化, 是一条曲线, 曲线上某点的切线的斜率表示该时刻的瞬 时加速度。如图 7 所
19、示,物体在做加速运动,但加速度逐渐减小。 图 7 精典示例 例 4 (2018 西安高一检测 ) 如图 8 是某物体做直线运动的速度图 象,有关物体运动情况判断正确的是( ) 凡读书 须要读得字字响亮,不可误一字,不可少一字,不可多一字,不可倒一字,不可牵强暗记,只是要多诵数遍,自然上口,久远不忘。古人云,读书百遍,其义自见。谓读得熟,则不待解说,自晓其义也。余尝谓,读书有三到,谓心到,眼到,口到。 邴原少孤,数岁时,过书舍而泣。师曰:童子何泣?原曰:孤者易伤,贫者易感。夫书者,凡得学者,有亲也。一则愿其不孤,二则羡其得学,中心伤感,故泣耳。师恻然曰:欲书可耳原曰:无钱资。师曰:童子苟有志吾徒
20、相教不求资也。 9 / 18 图 8 A.前 2 s 的加速度大小为5 m/s2 B.2 s 末运动方向改变 C.4 s 末物体回到出发点 D.6 s 到 8 s 做匀速运动 解析前 2 s 的加速度 a m/s25 m/s2 ,A 正确;前 4 s 内的速 度均为正值,表示速度方向与正方向相同,B 错误;4 s 末运动方向 变化,并不表示回到出发点,C错误; 68 s 是变速运动, D错误。 答案A 误区警示 分析 vt 图象时两点注意 (1) 加速度是否变化看有无折点:在折点位置,图线的斜率改变,表 示此时刻物体的加速度改变,vt 图象为曲线,可认为曲线上处处 是折点,加速度时刻在改变。
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