人教版高一物理必修一第一章第五节

第1页共57页第五节速度变化快慢的描述——加速度第2页共57页课前自主学习(学生用书P15)第3页共57页一、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.2.定义式3.单位:在国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号是m/s2,常用单位还有cm/s2.4.物理意义:加速度为描述物体运动速度变化快慢而引入的物理量..avt第4页共57页●思考与讨论留题空普通的小汽车由静止加速到100km/h需要20s.高档跑车从静止加速到100km/h需5s.它们都可以以100km/h的速度运行,但从静止到某一速度所需时间不同.即速度的改变快慢不同,你能解释一下吗?第5页共57页二、加速度方向与速度方向的关系1.加速度的方向:总是与速度变化量Δv的方向相同,其中Δv=v2-v1.2.加速度a与速度v的方向关系:在直线运动中,如果速度增加,加速度与速度方向相同,如果速度减小,加速度与速度的方向相反.●思考与讨论留题空在直线运动中如果加速度为负时,说明物体的速度在不断减小,这种说法正确吗?第6页共57页三、从v-t图象看加速度1.v-t图象是以速度为纵轴,以时间为横轴的直角坐标系中的图象.2.v-t图象反映了物体的速度,随时间变化的规律,通过v-t图象可以知道物体的加速度.3.匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜直线,并且直线的斜率表示加速度,即(斜率).avkt第7页共57页课堂互动探究(学生用书P15)第8页共57页一、加速度1.加速度的物理意义在物理学中,为了描述物体速度变化快慢,我们引入了“加速度”这个物理量,即速度变化量与发生这个变化所用时间的比值,通常用a表示.2.定义式是矢量.3.单位:在国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号m/s2,或m·s-2.,vat第9页共57页4.对加速度的理解加速度(速度的变化率)是指速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值,在数值上等于单位时间内速度的变化量.加速度描述的是速度变化的快慢,其大小由速度变化量和发生这一变化所用的时间共同决定.加速度的方向与速度变化量方向相同.我们可以从以下两种情况加以理解:①在加速运动中,加速度的方向与v0方向一致.②在减速运动中,加速度的方向与v0方向相反.第10页共57页5.加速度也有平均加速度和瞬时加速度之分,由定义式可求某段时间内的平均加速度,当Δt趋于无限小时可求某一时刻或某一位置的加速度即瞬时加速度.在运动中如果任意时刻的加速度都相同,则此运动称为匀变速运动.vat第11页共57页6.v、Δv、a的关系(1)v、Δv和a三者都是矢量,Δv=vt-v0,Δv是速度的增量,等于物体的末速度与初速度的矢量差,表示的是速度变化的大小与方向.速度大的物体其速度的变化不一定大,如高速匀速飞行的飞机,其速度大但速度的变化却为0.(2)是加速度,等于物体的速度变化与所用时间之比,表示的是单位时间内速度变化的大小与方向,其方向与速度变化的方向一致,并不是与速度(初速度、末速度)的方向一致.,vat第12页共57页(3)Δv与a方向始终相同,加速时,a与v0同向,∵v00,vtv0∴Δv=vt-v00,a0.减速时,a与v0反向,∵v00,vtv0,∴Δv0,a0.(4)v和a的大小无必然联系,v为零,a可以不为零.特别注意的是:Δv与a的大小有区别.Δv表示速度的变化的大小,表示速度变化的快慢.vat第13页共57页例1:关于加速度,下列说法中正确的是()A.速度变化越大,加速度一定越大B.速度变化所用时间越短,加速度一定越大C.速度变化越快,加速度一定越大D.速度为0,加速度一定为0第14页共57页解析:由加速度的定义式可知,加速度是由速度的变化和所用时间两个因素共同决定,速度变化越大,加速度不一定越大;速度变化所用时间越短,但速度变化量的大小没有确定,也不能确定加速度一定越大;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;速度为0,并不是速度的变化量为0,故加速度不一定为零.综上所述选C.答案:Cvat第15页共57页点评:加速度是描述物体运动速度变化快慢和方向的物理量.与速度、速度的变化量、时间无必然联系.第16页共57页巩固练习1:甲、乙两个物体沿同一直线向同一方向运动时,取物体的初速度方向为正,甲的加速度恒为2m/s2,乙的加速度恒为-3m/s2,则下列说法正确的是()A.两物体都做加速运动,乙的速度变化快B.甲做加速直线运动,它的速度变化快C.乙做减速运动,它的速度变化率大D.甲的加速度比乙的加速度大第17页共57页解析:物体做加速运动还是做减速运动,取决于速度方向和加速度方向是否相同,比较加速度大小时,只比较它们的绝对值,加速度的正负号表示的是方向,故C选项正确.答案:C第18页共57页例2:下列说法中正确的是()A.物体有加速度,速度就增加B.物体的速度变化量Δv越大,加速度就越大C.物体的速度很大,物体的加速度就很大D.物体的加速度等于零,物体的速度不发生变化第19页共57页解析:加速度与速度没有必然联系,故C选项错误;速度增加还是减小,取决于速度方向与加速度方向之间的关系,物体有加速度,速度可能增加,也可能减小,故A选项错误;加速度等于速度变化与所用时间的比值,速度变化量Δv大、加速度不一定大,故B选项错误;物体的加速度等于零,则物体的速度保持不变,故D选项正确.答案:D第20页共57页点评:正确把握加速度、速度、速度变化量这些概念,明确它们之间的关系,对解决此类问题大有帮助.第21页共57页巩固练习2:下述运动可能出现的是()A.物体的加速度增大,速度反而减小B.物体的速度为零时,加速度却不为零C.物体的加速度减小,速度增大D.物体加速度不为零始终不变,速度也始终不变第22页共57页解析:加速度和速度均为矢量,当加速度与速度方向相同时,速度是增大的,当加速度与速度方向相反时,速度是减小的,与加速度的变大或变小没有关系;当速度为零时,加速度可能为零,也可能不为零;加速度是描述速度变化快慢的物理量,有了加速度,物体的速度一定要发生变化.综上所述,选A、B、C.答案:ABC第23页共57页例3:足球以8m/s的速度飞来,运动员在0.2s的时间内将足球以12m/s的速度反向踢出.足球在这段时间内的平均加速度大小为________m/s2,方向与________m/s的速度方向相反.解析:以12m/s速度方向为正方向,足球飞来速度为-8m/s,速度改变量Δv=12m/s-(-8)m/s=20m/s,所用时间Δt=0.2s,其加速度为加速度的方向与8m/s的速度方向相反.10082220/100/,0.2vamsmst第24页共57页点评:加速度是速度的变化量Δv与发生这一变化所用时间Δt的比值,这样求得的加速度是这段时间的平均加速度.第25页共57页巩固练习3:一物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s后速度的大小变为10m/s,在这1s内该物体的()A.速度变化的大小可能小于4m/sB.速度变化的大小可能大于10m/sC.加速度的大小可能小于4m/s2D.加速度的大小可能大于10m/s2第26页共57页解析:本题只给出了1s初、末速度的大小,而不知方向,若方向相同,m/s2=6m/s2,Δv=6m/s,若方向相反m/s2=-14m/s2,Δv=-14m/s,负号说明方向与初速度方向相反.故B、D正确.答案:BD01041tvvat1041a第27页共57页二、从v-t图象看加速度1.v-t图象反映了物体的速度随时间变化的规律.2.加速度:v-t图线的倾斜程度表示运动的加速度,即斜率如下图v-t图象中图线①、②和图线③分别表示物体的运动状态分析.vkat第28页共57页图线①是一条直线,物体1的速度随时间线性变化,随着时间增大,直线上每一点的斜率是相同的,所以图线①所表示的物体的运动是加速度不变的加速运动,其中物体的速度v0.0,vat第29页共57页图线②是一条曲线如0-t1这段时间,物体2的速度v0,所以物体沿某一方向做直线运动(设该方向为正方向),而且运动速度在0-t1这段时间内不断增大,但曲线上不同点的斜率,即过该点的切线的斜率如曲线上B的切线的斜率表示物体在tB时刻的加速度,由图线可知0-t1这段时间内物体2的加速度在不断减小,t1时刻后物体2的加速度为零,表示物体做匀速运动.第30页共57页图线③是一条直线,斜率为负值,物体3的速度在不断减小,即做减速运动,但斜率为恒值,表示在运动中加速度不变,即大小和方向不变.在运动中a0,v0物体做减速运动.第31页共57页例4:如下图所示是一个物体向东运动的速度图象.由图象可知在0～10s内物体的加速度大小是________,方向是___________________;在10～40s内物体的加速度为________;在40～60s内物体的加速度大小是________,方向是__________________.3m/s2与速度方向相同01.5m/s2与速度方向相反第32页共57页解析:在0～10s内由图象可以看出速度是增加的:由0增至30m/s,因此其加速度大小为这段运动是加速运动,故加速度与速度同向,向东;在10~40s,速度为30m/s不变,故其加速度为0;在40～60s内,速度由30m/s变为0,是匀减速运动,其加速度大小为1.5m/s2,方向与运动速度方向相反.2230/3/,10msms第33页共57页巩固练习4:质点做直线运动的v-t图象如下图所示,质点在0～t1内速度、加速度如何变化?在t1～t2内质点的速度、加速度分别是多少?答案:见解析第34页共57页解析:由题中图可知,0～t1时间内,质点的速度逐渐增大,且不是匀变速直线运动.在非匀变速直线运动的v-t图象中,图象上任一点的切线的斜率等于该时刻质点的加速度.由图可知,切线的斜率逐渐减小,即加速度逐渐减小,速度增加得越来越慢.在t1～t2时间内,质点的速度v1保持恒定,加速度为零.第35页共57页三、综合、创新与拓展例5:甲、乙两物体的速度图象如下图所示,由图可知a甲=________,a乙=________;t=________时,v甲=v乙;若t=0时甲在乙前方8m,则t=________时,乙追上甲.01m/s2-4s4s第36页共57页解析:由图象可知,甲图线的斜率为0,即a甲=0,a乙=-1m/s2,两图象的交点为速度相等时,此时t=4s;由图线与时间轴围成的面积可知位移情况,t=4s时,s甲=16m,s乙=24m,s乙-s甲=8m,则即乙追上了甲.第37页共57页课后积极练兵(学生用书P17)第38页共57页双基演练1.下列运动情况,可能存在的是()A.速度变化很大,但加速度很小B.速度变化方向为正,但加速度方向为负C.速度变化加快,但加速度减小D.速度越来越大,加速度越来越小第39页共57页解析:加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,是速度的变化率,方向与速度变化方向一致.加速度与速度变化没有必然联系,故此题选AD.答案:AD第40页共57页2.由a=Δv/Δt,可知()A.a与Δv成正比B.物体加速度大小由Δv决定C.加速度方向与Δv方向相同D.Δv/Δt就是加速度答案:CD第41页共57页解析:由可知,物体的加速度等于物体速度的变化率,此式为加速度的定义式,故D选项正确;加速度、速度变化量都是矢量,加速度的方向与速度变化量Δv的方向相同,如C选项正确;此表达式只是满足数值计算关系,并不能说加速度与速度变化量成正比;与时间成反比,故A、B选项错误.vatvat第42页共57页3.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.v00,a0,物体做加速运动B.v00,a0,物体做加速运动C.v00,a0,物体做减速运动D.v00,a0,物体做加速运动解析:当物体速度与加速度方向相同时,物体做加速运动;相