新教材物理教科版課件15速度變化的快慢與方向-加速度

5.速度變化的快慢與方向——加速度必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)一、加速度【情境思考】觀察圖和表格,在研究開始的這一段,小紅騎車的速度變化和運(yùn)動(dòng)員的速度變化相比,誰的速度變化大?誰的速度變化快?事例初速度末速度所用時(shí)間100m運(yùn)動(dòng)員起跑06m/s1s小紅騎自行車上學(xué)010m/s5s提示:運(yùn)動(dòng)員的速度變化為Δv1=6m/s,小紅騎車的速度變化為Δv2=10m/s,小紅騎車的速度變化大。運(yùn)動(dòng)員平均每秒增加的速度為6m/s,小紅騎車平均每秒增加的速度為2m/s,運(yùn)動(dòng)員的速度變化快。1.定義:速度的_______與發(fā)生這一改變所用時(shí)間的比值,即a=____。2.單位:國際單位制中,單位是米每二次方秒,符號(hào)是m/s2或m·s-2。3.物理意義:描述物體速度_________的物理量,也叫速度對時(shí)間的變化率。4.結(jié)合加速度的物理意義,下列說法中的“快”指的是加速度較大的有_____。①“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車行駛得很快。②C919客機(jī)能在10000m高空飛行得很快。③運(yùn)用ABS新技術(shù),汽車能很快停下來。④從棗莊開汽車去濟(jì)南,走高速公路能很快到達(dá)。⑤小轎車比大卡車啟動(dòng)快。改變量變化快慢③⑤5.加速度的方向(1)加速度的方向:與速度_______的方向相同。(2)加速度與速度的方向關(guān)系:在直線運(yùn)動(dòng)中①如果速度增加,加速度的方向與初速度的方向_____。②如果速度減小,加速度的方向與初速度的方向_____。變化量相同相反(3)關(guān)于加速度的理解,你認(rèn)為符合科學(xué)事實(shí)的有_______。①做變速運(yùn)動(dòng)的物體,它的加速度方向與速度方向總是相同的②做變速運(yùn)動(dòng)的物體,它的速度變化越大,加速度越大③做變速運(yùn)動(dòng)的物體,它的速度變化越快,加速度越大④高速運(yùn)行的磁懸浮列車的加速度可能為零⑤物體運(yùn)動(dòng)的加速度為負(fù),它的速度一定越來越?、尬矬wA的加速度為-8m/s2,物體B的加速度為5m/s2,則A的加速度大于B的加速度③④⑥二、加速度的測量1.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測加速度:先測出兩個(gè)不同時(shí)刻t1和t2的速度v1和v2,再求出加速度a=

。2.用光電門測加速度:先測出滑塊通過兩個(gè)光電門的瞬時(shí)速度v1和v2,再測出在兩個(gè)光電門間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間ΔT,則這段時(shí)間內(nèi)有a=

。三、速度—時(shí)間圖像與加速度1.定性判斷:v-t圖像的斜率大小反映加速度的_____。v-t圖像的斜率正負(fù)反映加速度的_____。2.定量計(jì)算:在v-t圖像上取兩點(diǎn)E(t1,v1)、F(t2,v2),加速度的數(shù)值a=

。3.v-t圖像是直線、曲線的意義:(1)v-t圖像是曲線表示_________直線運(yùn)動(dòng)。(2)v-t圖像是直線表示_______直線運(yùn)動(dòng)。大小非勻變速勻變速方向關(guān)鍵能力·合作學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)一加速度的大小和方向1.加速度的大小和方向:(1)加速度的大小:a=

。(2)加速度的方向:用正負(fù)號(hào)表示,正號(hào)表示與假設(shè)的正方向相同;負(fù)號(hào)表示與假設(shè)的正方向相反。2.加速度與速度的關(guān)系:(1)從大小上看,加速度的大小與速度的大小無必然的聯(lián)系;速度大的物體加速度不一定大;加速度大的物體速度也不一定大。速度為零時(shí),加速度不一定為零,加速度為零時(shí),速度不一定為零。(2)從方向上看,加速度方向和速度方向無必然的聯(lián)系;速度和加速度方向可以相同,可以相反,也可以成任意夾角。(3)根據(jù)v-t圖像?？措S著時(shí)間的增加,速度的大小如何變化,若越來越大,則加速,反之則減速。3.用加速度來判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況:(1)加速度的大小決定物體速度變化的快慢。(2)加速度的方向與速度的方向關(guān)系決定物體加速還是減速。4.物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的四種情況示例:(1)a、v都為正或都為負(fù)時(shí),物體做加速直線運(yùn)動(dòng)。(2)a、v一正一負(fù)時(shí),物體做減速直線運(yùn)動(dòng)。【問題探究】圖中甲、乙、丙、丁各物體都在做直線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)的速度在發(fā)生變化,但速度變化的快慢不同。(1)萬噸貨輪和火箭在相同時(shí)間內(nèi)誰的速度變化大?誰的速度變化快?(2)列車和小轎車從靜止開始運(yùn)動(dòng)達(dá)到相同速度,所用時(shí)間不同,誰的速度變化快?提示:(1)火箭火箭(2)小轎車【典例示范】【典例】乒乓球被稱為中國的國球,在歷次國際性的比賽中,中國隊(duì)都取得了非常好的成績。假設(shè)在某次比賽中,中國選手接住了對手打來的速度大小為30m/s的乒乓球,并將球以45m/s的速度反向扣殺,從接住到扣殺歷時(shí)0.15s,則乒乓球在被扣殺時(shí)平均加速度大小為 ()A.50m/s2B.100m/s2C.250m/s2 D.500m/s2【解析】選D。以45m/s方向?yàn)檎较?則Δv=v2-v1=45m/s-(-30m/s)=75m/s,所以a==500m/s2,方向與45m/s方向相同,故選項(xiàng)D正確。

【規(guī)律方法】應(yīng)用a=

計(jì)算加速度的步驟(1)先規(guī)定正方向,一般選取初速度方向?yàn)檎较颉?2)根據(jù)題意,求出初速度v0和末速度v,利用Δv=v-v0求出Δv。(3)找出發(fā)生Δv所用的時(shí)間Δt。(4)由a=

計(jì)算加速度,并對a的方向做出說明?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.(多選)根據(jù)給出的速度和加速度的正負(fù),下列物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷正確的是 ()0<0,a>0,物體先做加速運(yùn)動(dòng),后做減速運(yùn)動(dòng)0<0,a<0,物體做加速運(yùn)動(dòng)0>0,a<0,物體先做減速運(yùn)動(dòng),后做加速運(yùn)動(dòng)0>0,a=0,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)【解析】選B、C、D。v0與a同向時(shí),做加速直線運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)B正確;v0與a反向時(shí),先做減速直線運(yùn)動(dòng)后做加速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,C正確;a=0時(shí),做勻速直線運(yùn)動(dòng),故D正確。2.(2020·濱州高一檢測)一物體做加速度不變的直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻速度的大小為4m/s,1s后速度的大小變?yōu)?0m/s,在這1s內(nèi)該物體的 ()A.速度變化的大小可能為4m/sB.速度變化的大小可能為10m/sC.加速度可能小于4m/s2D.加速度可能大于10m/s2【解析】選D。速度、速度的變化量、速度的變化率(加速度)都是矢量,初、末速度方向相同時(shí)速度變化的大小為6m/s,初、末速度方向相反時(shí)速度變化的大小為14m/s,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;根據(jù)a=知,加速度的大小可能為6m/s2,也可能為14m/s2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。【加固訓(xùn)練】籃球以6m/s的速度豎直向下碰地面,然后以4m/s速度豎直向上反彈,碰地的時(shí)間為秒。(1)求籃球在這秒內(nèi)的速度變化量Δv。(2)有的同學(xué)這樣計(jì)算球的加速度:a=

m/s2=-10m/s2。他的方法對嗎?為什么?正確的方法如何?【解析】(1)以豎直向下為正方向,所以Δv=v2-v1=-4m/s-6m/s=-10m/s負(fù)號(hào)表示Δv的方向豎直向上。(2)不對。他沒有注意速度的方向。正確解法為:以豎直向下為正方向,v1=+6m/s,v2=-4m/s,加速度為:a=m/s2=-50m/s2負(fù)號(hào)表示加速度方向與正方向相反,即豎直向上。答案:(1)10m/s,方向豎直向上(2)見解析知識(shí)點(diǎn)二加速度、速度和速度變化量的關(guān)系相關(guān)量比較項(xiàng)速度v速度的變化量Δv加速度a表達(dá)式v=Δv=v2-v1a=單位m/sm/sm/s2方向時(shí)間Δt內(nèi)的位移Δx的方向由初、末速度決定,與a的方向相同a與Δv的方向相同物理意義表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向表示物體速度變化的大小和方向表示物體速度變化的快慢和方向提醒:加速度a的方向與速度的變化量Δv的方向一定相同,但速度的變化量Δv的大小不僅與加速度有關(guān),還與時(shí)間有關(guān)?！締栴}探究】高速行駛的磁懸浮列車,速度很大,它的加速度也一定很大嗎? 提示:不一定很大?！镜淅痉丁俊镜淅繛榱擞?020年的到來,在跨年之夜,大連星海灣舉行了大型海上焰火表演。本次大連跨年煙花晚會(huì)規(guī)模超過北京奧運(yùn)會(huì),形成了一公里長的海上焰火瀑布。如圖所示,有關(guān)焰火騰空的過程,以下說法正確的是 ()A.焰火的速度越大,加速度也一定越大B.焰火的速度變化越快,加速度一定越大C.焰火的速度變化量越大,加速度一定越大D.焰火在某時(shí)刻速度為零,其加速度一定為零【解析】選B。速度大,速度變化不一定快,加速度不一定大,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;加速度是反映速度變化快慢的物理量,速度變化越快,加速度越大,故選項(xiàng)B正確;根據(jù)a=知,速度變化量大,加速度不一定大,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;速度為零,速度的變化率不一定為零,即加速度不一定為零,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。【素養(yǎng)訓(xùn)練】(多選)(2020·揚(yáng)州高一檢測)關(guān)于速度、速度的變化和加速度的關(guān)系,下列說法中正確的是 ()A.速度變化的方向?yàn)檎?加速度的方向也為正B.物體加速度增大,速度一定越來越大C.速度越來越大,加速度一定越來越大D.加速度為負(fù)值,物體也可能做加速運(yùn)動(dòng)【解析】選A、D。加速度方向與速度變化量的方向相同,速度變化方向?yàn)檎?加速度方向?yàn)檎?故A正確;物體的加速度增大,如果加速度和速度方向相反,則速度越來越小,故B錯(cuò)誤;速度越來越大只能說明加速度和速度方向相同,而加速度可以越來越小,故C錯(cuò)誤;加速度為負(fù)值,如果加速度和速度方向相同,則物體做加速運(yùn)動(dòng),故D正確?！炯庸逃?xùn)練】一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做方向不變的直線運(yùn)動(dòng),加速度的方向始終與速度方向相同,但加速度大小逐漸減小為零,則在此過程中 ()A.速度逐漸減小,當(dāng)加速度減小到零時(shí),速度達(dá)到最小值B.速度逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時(shí),速度達(dá)到最大值C.位移逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時(shí),位移將不再增大D.位移逐漸減小,當(dāng)加速度減小到零時(shí),位移達(dá)到最小值【解析】選B。一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做方向不變的直線運(yùn)動(dòng),加速度的方向始終與速度方向相同,但加速度大小逐漸減小直至為零,在此過程中,由于加速度的方向始終與速度方向相同,所以速度逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時(shí),質(zhì)點(diǎn)將做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度不變,而此時(shí)速度達(dá)到最大值,A錯(cuò)誤,B正確;由于質(zhì)點(diǎn)做方向不變的直線運(yùn)動(dòng),所以位移逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時(shí),速度不為零,所以位移繼續(xù)增大,C、D錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)三從速度圖像看加速度圖像中加速度的意義:(1)圖像意義:v-t圖像反映了運(yùn)動(dòng)物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。(2)斜率意義:v-t圖像的斜率反映運(yùn)動(dòng)物體的加速度。①斜率的大小表示加速度的大小。②斜率的正負(fù)表示加速度的方向。2.通過v-t圖像認(rèn)識(shí)加速度:(1)如果速度均勻增大或減小,加速度不變,v-t圖像的斜率不變,是一條傾斜的直線。如圖,甲表示的加速度a1=2m/s2,方向與初速度方向相同;乙表示的加速度a2=-2m/s2,負(fù)號(hào)表示其方向與初速度方向相反。(2)如果速度不是均勻變化的,即物體的加速度在變化,則v-t圖像的斜率變化,是一條曲線,曲線上某點(diǎn)的切線的斜率表示該時(shí)刻的瞬時(shí)加速度。如圖所示,物體在做加速運(yùn)動(dòng),但加速度逐漸減小?！締栴}探究】觀察圖,思考下列問題。坡的“陡”與“緩”與圖線的“陡”與“緩”有什么聯(lián)系?提示:坡“陡”與圖線“陡”均表示速度變化得快;坡“緩”與圖線“緩”均表示速度變化得慢?！镜淅痉丁俊镜淅咳鐖D是某物體做直線運(yùn)動(dòng)的速度圖像,有關(guān)物體運(yùn)動(dòng)情況判斷正確的是 ()A.前2s的加速度大小為5m/s2B.2s末運(yùn)動(dòng)方向改變C.4s末物體回到出發(fā)點(diǎn)～8s做加速運(yùn)動(dòng)【解析】選A。前2s的加速度a=m/s2=5m/s2,選項(xiàng)A正確;前4s內(nèi)的速度均為正值,表示速度方向與正方向相同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;4s末速度方向變化,并不表示回到出發(fā)點(diǎn),C錯(cuò)誤;6～8s是減速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.(多選)如圖是一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖像,由圖可知 ()A.物體做變加速運(yùn)動(dòng)B.在相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化量相等C.物體做加速度逐漸減小的加速直線運(yùn)動(dòng)D.物體做曲線運(yùn)動(dòng)【解析】選A、C。根據(jù)速度圖像切線的斜率表示加速度,知斜率越來越小,物體的加速度越來越小,由Δv=aΔt知物體在相等時(shí)間內(nèi),速度的變化量越來越小,故A正確,B錯(cuò)誤;該物體的速度越來越大,物體做加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng),故C正確;物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖像描述的是物體做直線運(yùn)動(dòng),而不是物體做曲線運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。故選A、C。2.(多選)如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像,下列說法正確的是 ()A.質(zhì)點(diǎn)始終向同一方向運(yùn)動(dòng)B.在運(yùn)動(dòng)過程中,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化～t1內(nèi)做加速直線運(yùn)動(dòng)1～t3內(nèi)做減速直線運(yùn)動(dòng)【解析】選B、C。由圖知,0～t3內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的速度為正值,說明質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向沿正方向,t3時(shí)刻后,質(zhì)點(diǎn)的速度為負(fù)值,說明質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向沿負(fù)方向,所以質(zhì)點(diǎn)在t3時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化,故A錯(cuò)誤,B正確;0～t1內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度均勻增大,做加速直線運(yùn)動(dòng),故C正確;t1～t3內(nèi)先做勻速直線運(yùn)動(dòng),后做減速直線運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。【拓展例題】考查內(nèi)容:a-t圖像的應(yīng)用【典例】如圖為一質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖像,則在圖中給出的該質(zhì)點(diǎn)在前3s內(nèi)的加速度a隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖像中正確的是 ()【解析】選A。質(zhì)點(diǎn)在0～1s內(nèi)的加速度a=m/s2=4m/s2,1～3s內(nèi)的加速度a′=m/s2=-2m/s2,故選項(xiàng)A正確。加速度意義大小方向1.與△v的方向一致2.與速度方向的關(guān)系同向加速反向減速v-t圖像定量斜率的絕對值定性【生活情境】在體育競技場上,有許多項(xiàng)目要靠靈活性取勝,如在排球比賽中,靈活性好的運(yùn)動(dòng)員能快速改變自己的運(yùn)動(dòng)路線,容易繞過對方的防守隊(duì)員去進(jìn)球得分。世界女排大獎(jiǎng)賽中,某運(yùn)動(dòng)員跳起將速度為20m/s水平飛來的排球迎面擊出,排球以30m/s的速率水平返回(如圖)。探究:假設(shè)排球被擊打過程中的平均加速度大小為200m/s2,試求運(yùn)動(dòng)員對排球的擊打時(shí)間。情境·模型·素養(yǎng)【解析】以排球返回的速度方向?yàn)檎较?由a=,解得Δt=s=0.25s。答案:0.25s【生活情境】有些國家的交管部門為了交通安全,特制定了死亡加速度500g(g取10m/s2)這一數(shù)值,意思是如果行車加速度超過此值,將有生命危險(xiǎn)。這么大的加速度,一般車輛是達(dá)不到的,但是發(fā)生交通事故時(shí),將會(huì)達(dá)到這一數(shù)值。探究:兩輛摩托車以36km/h的速度相向而撞,碰撞時(shí)間為2×10-3s,駕駛員是否有生命危險(xiǎn)?【解析】摩托車的初速度v0=36km/h=10m/s,末速度v=0這一碰撞過程的時(shí)間Δt=2×10-3s由加速度的定義式a=得加速度的大小為a=m/s2=5×103m/s2=500g,所以駕駛員有生命危險(xiǎn)。答案:有生命危險(xiǎn)課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.(多選)關(guān)于加速度,下列說法正確的是 ()A.速度變化越大,加速度一定越大B.速度變化所用的時(shí)間越短,加速度一定越大C.速度變化越快,加速度一定越大D.單位時(shí)間內(nèi)速度變化越大,加速度一定越大【解析】選C、D。由加速度的定義式a=可知,加速度的大小是由速度的變化量和發(fā)生這一變化所用時(shí)間共同決定的,速度變化越大,所用的時(shí)間不確定,加速度不一定越大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;速度變化所用時(shí)間越短,但速度的變化量不確定,故加速度不一定越大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;加速度是描述速度變化快慢的物理量,速度變化越快,加速度一定越大,選項(xiàng)C正確;單位時(shí)間內(nèi)速度變化越大,加速度一定越大,選項(xiàng)D正確?！炯庸逃?xùn)練】(多選)下列對加速度定義式a=

的理解正確的是 ()A.加速度a與速度變化量Δv成正比B.加速度a的大小由速度變化量Δv決定C.加速度a的方向與Δv方向相同D.加速度a的大小決定速度變化率

【解析】選C、D。根據(jù)加速度的定義式a=可以知道,加速度與速度的變化量無關(guān),故A、B錯(cuò)誤;加速度方向與速度變化量的方向相同,加速度a的大小決定速度變化率,故C、D正確。2.(多選)下列運(yùn)動(dòng)可能出現(xiàn)的是 ()A.物體的加速度增大,速度反而減小B.物體的加速度減小,速度反而增大C.物體的速度為零時(shí),加速度卻不為零D.物體的加速度始終不變,速度也始終不變【解析】選A、B、C。A項(xiàng),物體做減速運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度可增可減;B項(xiàng),物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度可增可減;C項(xiàng),汽車啟動(dòng)瞬間加速度不為0;D項(xiàng),物體有加速度,速度就變化,D錯(cuò)誤。年初的“新冠肺炎”沖擊著我國的經(jīng)濟(jì),房地產(chǎn)市場更是雪上加霜,有些房地產(chǎn)公司甚至不得不在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行了打折售房,一時(shí)成為關(guān)注的焦點(diǎn)。近幾年,國內(nèi)房價(jià)飆升,在囯家宏觀政策調(diào)控下,房價(jià)上漲出現(xiàn)減緩趨勢,張強(qiáng)同學(xué)將房價(jià)的“上漲”類比成運(yùn)動(dòng)學(xué)中的“加速”,將房價(jià)的“下跌”類比成運(yùn)動(dòng)學(xué)中的“減速”,據(jù)此,你認(rèn)為“房價(jià)上漲出現(xiàn)減緩趨勢”可以類比成運(yùn)動(dòng)學(xué)中的 ()A.速度減小,加速度增大 B.速度增加,加速度增大C.速度增加,加速度減小 D.速度減小,加速度減小【解析】選C。房價(jià)類比成速度,房價(jià)上漲快慢類比成加速度,房價(jià)上漲出現(xiàn)減緩趨勢,相當(dāng)于加速度減小,但仍然在上漲,相當(dāng)于加速度與速度方向相同,速度