2019-2020学年高中物理 第一章 运动的描述 第4节 速度变化快慢的描述——加速度课件 教科版

第4节速度变化快慢的描述——加速度学习目标素养提炼1.理解加速度的物理意义、定义式、单位．2.知道加速度的矢量性，会根据速度和加速度的方向关系判断运动性质.3.掌握速度、速度变化量和速度变化率的区别.4.知道v­t图像中斜率的含义，会用v­t图像求加速度.物理观念：加速度、速度的变化量科学思维：比值定义法、数形结合法的应用01课前自主梳理02课堂合作探究学科素养提升03课后达标检测一、加速度1．定义：加速度是与发生这一改变所用的比值．2．公式：a＝ΔvΔt.3．单位：在国际单位制中，加速度的单位是，符号是.4．物理意义：描述物体．速度的改变量时间米每二次方秒m/s2速度变化的快慢[思考]如图所示，在体育赛事中，我们说“某辆赛车性能不佳，起步太慢”，又说“某同学身体素质好，有很好的爆发力，起跑快”．以上说法中“快”与“慢”的含义是什么？提示：这里的快与慢指的是运动员、赛车的速度增加的快与慢，表示这种快与慢的物理量为加速度．以上说法表明，赛车在起步时加速度较小，那位同学在起跑时加速度较大．二、加速度方向与速度方向的关系1．加速度是(选填“矢”或“标”)量，它不仅有大小，也有其方向由决定．2．在直线运动中，建立一个坐标系后，可以用一个带正、负号的数值把加速度的大小和方向都表示出来．矢方向速度的改变量[思考]如图所示的甲、乙两种情景中，小车的速度如何变化？为什么？提示：图甲中加速度的方向与速度方向相同，小车速度越来越大，做加速运动；图乙中加速度的方向与速度方向相反，小车速度越来越小，做减速运动．三、从v­t图像看加速度1．定性判断：v­t图像的倾斜程度(斜率)反映加速度的.2．定量计算：如图所示，在v­t图像上取两点E(t1，v1)、F(t2，v2)，加速度的数值a＝ΔvΔt＝v2－v1t2－t1.大小要点一对加速度的理解[探究导入]如图所示为猎豹、蜻蜓、歼­20战斗机的运动图像．图甲中猎豹捕食时的速度能在4s内由零增加到30m/s.图乙中以9m/s的速度运动的蜻蜓能在1s内停下来．图丙中歼­20战斗机在试飞时以600m/s的速度在空中匀速飞行．试结合以上情景分析：(1)哪一个物体的速度最大？提示：歼­20战斗机的速度最大．(2)哪一个物体的速度变化量最大？最大为多少？提示：猎豹的速度变化量最大，为30m/s.(3)哪一个物体的加速度最大？如何判断的？提示：猎豹的加速度为a1＝Δv1Δt1＝30－04m/s2＝7.5m/s2，蜻蜓的加速度为a2＝Δv2Δt2＝0－91m/s2＝－9m/s2，歼­20战斗机速度不变，加速度为零，故蜻蜓的加速度最大．(4)蜻蜓的加速度和猎豹的加速度符号相反说明什么问题？提示：符号不同表明两者的加速度方向与速度方向关系不同，猎豹的加速度为正值，加速度与速度同向，猎豹做加速运动；蜻蜓的加速度为负值，加速度与速度方向相反，蜻蜓做减速运动．1．加速度的理解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，在数值上等于单位时间内速度的变化量，即速度的变化率．2．速度、速度变化量、加速度的比较速度v速度变化量Δv加速度a定义位移与所用时间的比值末速度与初速度的差值速度变化量与时间的比值表达式v＝ΔxΔtΔv＝v2－v1a＝ΔvΔt单位m/sm/sm/s2速度v速度变化量Δv加速度a方向为物体运动的方向，与a的方向不一定相同由初、末速度决定，与a的方向相同，与v的方向不一定相同与Δv的方向相同，与v的方向不一定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大小关系三个物理量的大小没有必然联系，其中一个物理量较大时，其余两个物理量不一定较大[易错提醒](1)物体做直线运动，用Δv＝v2－v1求速度变化量的大小时，应先按选取的正方向确定v1、v2的正负值．(2)加速度a与速度v无直接关系，与速度变化量Δv也无直接关系．v大，a不一定大；Δv大，a也不一定大．角度1加速度的理解[典例1]对加速度的理解，下列说法正确的是()A．加速度增大，速度可能减小B．速度变化量Δv越大，加速度就越大C．物体有加速度，速度就增大D．物体速度很大，加速度一定很大[解析]如果加速度的方向和速度的方向相反，则加速度增大，速度减小，A正确；加速度为速度的变化率，速度变化量大，可能所用时间比较长，故加速度不一定大，B错误；物体有加速度，其与速度方向的关系不确定，所以速度可能增大，也可能减小，C错误；物体的速度和加速度没有必然的联系，因此物体速度很大，加速度可能很小，物体速度很小，加速度可能很大，D错误．[答案]A1．下列说法中正确的是()A．加速度很大，说明速度一定很大B．加速度很大，说明速度的变化一定很大C．加速度很大，说明速度的变化一定很快D．物体的速度为零，加速度也一定为零解析：火箭升空瞬间，加速度很大，但是瞬时速度很小，A错误；加速度很大，则速度变化很快，但速度变化不一定大，跟所用时间有关系，B错误，C正确；物体由静止开始做加速运动，开始时，速度为零，但加速度不为零，D错误．答案：C角度2加速度的计算[典例2]足球运动员在罚点球时，球获得14m/s的速度并做匀速直线运动，设脚与球作用时间为0.1s，球又在空中飞行0.3s后被守门员挡出，守门员双手与球接触时间为0.1s，且球被挡出后以8m/s沿原路反弹，求：(1)足球运动员罚点球，踢出足球的瞬间，球的加速度是多少？(2)守门员接球瞬间，足球的加速度是多少？[解析](1)设球被踢出的方向为正方向，则罚点球时的速度由v0＝0变到v1＝14m/s，用时t1＝0.1s由a＝ΔvΔt得罚点球时有a1＝v1－v0t1＝14－00.1m/s2＝140m/s2方向与初速度方向相同．(2)接球时速度由v1变到v2＝－8m/s，用时t2＝0.1s接球时有a2＝v2－v1t2＝－8－140.1m/s2＝－220m/s2即加速度大小为220m/s2，方向与初速度方向相反．[答案](1)140m/s2(2)220m/s2[规律总结]关于加速度的两点注意(1)加速度是矢量，加速度的正、负表示加速度的方向．若加速度的方向与规定的正方向相同，则加速度为正；若加速度的方向与规定的正方向相反，则加速度为负．(2)加速度的计算首先要规定正方向，分析初、末状态的速度及速度变化大小，根据a＝ΔvΔt计算.2．篮球以10m/s的速度水平地撞击篮板后以8m/s的速度反向弹回，球与篮板的接触时间为0.1s，则篮球在水平方向的加速度平均值为____________，方向为____________(选填“与初速度方向相同”或“与初速度方向相反”)．解析：设初速度方向为正方向，则Δv＝v末－v初＝－8m/s－10m/s＝－18m/s，a＝ΔvΔt＝－180m/s2，负号表示方向与初速度方向相反．答案：180m/s2与初速度方向相反要点二加速度对运动的影响[探究导入]如图所示，甲、乙两图用带箭头的线段分别表示出了物体在做加速直线运动、减速直线运动时，初速度v1和末速度v2的大小和方向．(1)请在甲、乙两图中，用带箭头的线段表示出两种情况下的速度变化量Δv.提示：两种情况下的速度变化量Δv如图所示．(2)加速度a的方向与速度变化量Δv的方向有什么关系？提示：加速度a的方向与速度变化量Δv的方向相同．(3)加速度的方向与速度的方向有什么关系？提示：加速时，加速度的方向与速度的方向相同；减速时，加速度的方向与速度的方向相反．1．加速度的方向决定物体是加速还是减速．(1)加速度与速度同向时，物体做加速运动；(2)加速度与速度反向时，物体做减速运动．2．加速度的大小决定物体速度变化的快慢．[易错提醒](1)物体存在加速度，表明物体在做变速运动，但不一定做加速运动．(2)物体做加速运动还是做减速运动，不能根据加速度的正、负来判断，要根据加速度与速度方向的关系来判断．[典例3](多选)一个做变速直线运动的物体，它的加速度逐渐变小，直至为零，那么该物体运动的情况可能是()A．速度不断增大，加速度为零时，速度最大B．速度不断减小，加速度为零时，速度最小C．速度的变化率越来越小，加速度为零时速度不变D．速度肯定是越来越小的[思路点拨]解此题关键的两点：(1)速度与加速度方向的关系决定加速还是减速；(2)加速度的大小决定速度变化的快慢．[解析]当加速度方向与速度方向相同时，物体做加速度减小的加速运动，加速度为零时，速度最大，此后做匀速直线运动，A正确，D错误；当加速度方向与速度方向相反时，物体做加速度减小的减速运动，加速度为零时，速度最小，此后做匀速直线运动，B正确；加速度逐渐变小，单位时间内的速度变化量逐渐减小，即速度的变化率越来越小，加速度为零时速度不变，C正确．[答案]ABC[方法技巧]判断速度变化的方法(1)判断物体速度大小的变化，只需看加速度的方向与速度的方向是否相同．若加速度与速度的方向相同，则物体一定做加速直线运动；加速度与速度的方向相反，物体一定做减速直线运动．(2)判断物体速度变化的快慢，只需看加速度的大小，物体的加速度大，则表明物体的速度变化快；物体的加速度小，则表明物体的速度变化慢.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，物体做减速运动C．v00，a0，物体做加速运动D．v00，a0，物体做加速运动解析：v00，a0，a与v方向相反，物体做减速运动，A错误；v00，a0，a与v方向相同，物体做加速运动，B错误；v00，a0，a与v方向相反，物体做减速运动，C错误；v00，a0，a与v方向相同，物体做加速运动，D正确．答案：D要点三v­t图像和加速度[探究导入]如图所示是甲、乙两个质点的速度—时间图像．(1)试根据图像求出两质点加速度的大小．提示：a甲＝Δv1Δt1＝10－05m/s2＝2m/s2a乙＝Δv2Δt2＝15－510m/s2＝1m/s2(2)v­t图像中图线的“陡”和“缓”与加速度有什么关系？提示：由第(1)问知甲的加速度大于乙的加速度，由图像可以直观地看出，甲的图线比乙的图线“陡”，所以通过比较图线的“陡”“缓”就可以比较加速度的大小．在同一个v­t图像中，图线“陡”的加速度较大．1．利用v­t图像分析加速度(1)v­t图像的斜率表示加速度．如图所示的v­t图像中，图线的倾斜程度(斜率)k＝ΔvΔt＝a，表示物体的加速度．斜率越大，加速度越大；斜率越小，加速度越小；斜率为零，加速度为零，即速度保持不变．(2)斜率的正负表示加速度的方向．斜率为正，表示加速度的方向与正方向相同；斜率为负，表示加速度的方向与正方向相反．2．从速度—时间(v­t)图像可以得到的信息(1)物体运动的初速度，即图像中的纵轴截距．(2)根据a＝ΔvΔt计算出加速度的大小．(3)物体是加速运动，还是减速运动．(4)物体在某一时刻的速度或物体达到某一速度所需要的时间．[易错提醒](1)图像不是物体运动的轨迹，但分析时要把图像与物体的实际运动结合起来．(2)在同一v­t图像中，只要图像的斜率相同，则加速度的大小和方向都相同．(3)图像向下倾斜表示加速度沿负方向，速度可能沿正方向减小，也可能沿负方向增大．[典例4](多选)某物体沿直线运动，其v­t图像如图所示，则下列说法中正确的是()A．前3s内速度与加速度方向相同，物体做加速运动B．第5s内速度与加速度方向相反，物体做减速运动C．第6s内速度与加速度方向相同，物体做加速运动D．第6s内速度与加速度方向相反，物体做减速运动[解析]前3s内速度随时间均匀增大，故物体做加速运动，速度与加速度同向，A正确．第5s内速度随时间减小，速度与加速度反向，物体做减速运动，B正确．第6s内速度随时间增大，速度与加速度同向，物体做加速运动，C正确，D错误．[答案]ABC[方法技巧]分析v­t图像时的两点技巧(1)加速度是否变化看有无折点：在折点位置，图线的倾斜程度改变，表示此时刻物体的加速度改变，v­t图像为曲线，可认为曲线上处处是折点，加速度时刻在改变．(2)速