人教版物理必修一講義第1章5速度變化快慢的描述-加速度Word版含答案

5速度變化快慢的描述——加速度[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道為什么要引入加速度概念，深刻理解怎樣定義加速度.2.初步了解加速度的方向性，會根據(jù)速度與加速度方向關(guān)系判斷運(yùn)動性質(zhì).3.體會比值定義法在科學(xué)研究中的應(yīng)用.4.能區(qū)分速度、速度變化量、速度變化率，能在生活中準(zhǔn)確使用加速度.5.會用v-t圖象計算加速度的大?。弧⒓铀俣?．定義：速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值，通常用a代表．2．表達(dá)式：a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(v－v0,Δt).(v0：初速度；v：末速度)3．單位：在國際單位制中是m/s2.4．物理意義：描述物體運(yùn)動速度變化快慢的物理量．二、加速度方向與速度方向的關(guān)系1．加速度的方向(1)加速度是矢量，不僅有大小，也有方向．(2)加速度的方向與速度變化量的方向相同．2．加速度與速度的方向關(guān)系三、從v-t圖象看加速度對v-t圖象的認(rèn)識：1．v-t圖象反映了物體的速度隨時間變化的規(guī)律．2．在v-t圖象中，從圖線的傾斜程度(斜率大小)就能判斷加速度的大小．傾角(圖線與橫坐標(biāo)軸的夾角)越大，加速度越大．3．勻變速直線運(yùn)動的v-t圖象是一條傾斜的直線，直線的斜率表示加速度．比值eq\f(Δv,Δt)就是加速度的大小(如圖所示)．1．思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)加速度是表示物體運(yùn)動快慢的物理量． (×)(2)加速度是表示物體速度變化快慢的物理量． (√)(3)物體A的加速度為2m/s2，B的加速度為－3m/s2，則A的加速度大于B的加速度． (×)(4)物體A的加速度為2m/s2，則物體一定做加速運(yùn)動． (×)(5)在同一v-t圖象中，圖線傾角越大，對應(yīng)圖象的物體的加速度就越大． (√)2．下列關(guān)于物體加速度的說法中正確的是()A．加速度描述速度變化的大小B．加速度描述速度變化的快慢C．加速度表示運(yùn)動的快慢D．加速度表示增加的速度B[加速度a＝eq\f(vt－v0,t)，用于描述速度變化的快慢，B正確．]3．關(guān)于做直線運(yùn)動的物體的加速度方向，下列判斷中正確的是()A．加速度的方向就是速度的方向B．加速度的方向就是位移的方向C．當(dāng)物體做加速運(yùn)動時，加速度的方向與速度的方向相同D．當(dāng)物體做減速運(yùn)動時，加速度的方向與速度的方向相同C[加速度的方向與速度變化量的方向相同，與物體的速度或位移的方向無關(guān)，A、B錯；當(dāng)物體做加速直線運(yùn)動時，加速度與速度方向相同，做減速直線運(yùn)動時，加速度與速度方向相反，C對，D錯．]加速度1．加速度的理解加速度是速度的變化量Δv與發(fā)生這一變化所用時間Δt的比值，在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)速度的變化量，即速度的變化率．2．速度、速度變化量、加速度的比較速度v速度變化量Δv加速度a定義位移與所用時間的比值末速度與初速度的差值速度變化量與時間的比值表達(dá)式v＝eq\f(Δx,Δt)Δv＝v2－v1a＝eq\f(Δv,Δt)單位m/sm/sm/s2方向為物體運(yùn)動的方向，與a的方向不一定相同由初、末速度決定，與a的方向相同，與v的方向不一定相同與Δv的方向相同，與v的方向不一定相同物理意義表示物體運(yùn)動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大小關(guān)系三個物理量的大小沒有必然聯(lián)系，其中一個物理量較大時，其余兩個物理量不一定較大【例1】一輛汽車沿平直公路向東行駛，如圖所示是該汽車的速度計，在汽車內(nèi)的觀察者觀察速度計指針的變化，開始時指針指在如圖甲所示的位置，經(jīng)過5s后指針指示到如圖乙所示的位置，下列說法正確的是()A．汽車做加速運(yùn)動，加速度為2.8m/s2B．汽車做減速運(yùn)動，加速度為－2.8m/s2C．汽車做加速運(yùn)動，加速度為10m/s2D．汽車做減速運(yùn)動，加速度為－10m/s2思路點撥：①速度計指示的速度單位為km/h，應(yīng)換成m/s.②汽車的速度由圖甲變?yōu)閳D乙可知汽車做減速運(yùn)動．B[汽車速度計顯示的是汽車的瞬時速度，由題圖可得汽車的初速度v0＝80km/h，經(jīng)過時間t＝5s．速度變?yōu)関t＝30km/h，所以Δv＝vt－v0＝－50km/h≈－13.9m/s；由a＝eq\f(Δv,Δt)得：a≈－2.8m/s2.負(fù)號說明加速度的方向向西，汽車在做減速運(yùn)動，選項B正確，A、C、D錯誤．]關(guān)于速度、速度變化量、加速度的五點提醒(1)速度大，速度變化量、加速度不一定大．(2)速度變化量大，加速度、速度不一定大，它們之間無直接關(guān)系．(3)加速度大，速度不一定大．(4)加速度的方向與速度變化量的方向一定相同．(5)加速度的大小等于速度的變化率，但與Δv和Δt其中的任一個因素均無關(guān)．1．如圖所示，汽車向右沿直線運(yùn)動，原來的速度是v1，經(jīng)過段時間之后，速度變?yōu)関2，Δv表示速度的變化量．由圖中所示信息可知()A．汽車在做加速直線運(yùn)動B．汽車的加速度方向與v1的方向相同C．汽車的加速度方向與v1的方向相反D．汽車的加速度方向與Δv的方向相反C[由題圖可知，v1>v2，表示汽車做減速直線運(yùn)動，選項A錯誤；Δv的方向與汽車的速度v1方向相反，又加速度a與Δv的方向相同，所以汽車的加速度a的方向與v1的方向相反，選項B、D錯誤，C正確．]加速度方向與速度方向的關(guān)系1.加速度的大小決定了速度變化的快慢加速度大，其速度變化一定快；加速度小，其速度變化一定慢．加速度增大，則速度變化得越來越快；加速度減小，則速度變化得越來越慢．如圖所示：(1)(2)2．加速度的方向影響速度的增減在直線運(yùn)動中，加速度與速度方向相同，則速度增大；加速度與速度方向相反，則速度減小．【例2】一質(zhì)點自原點開始在x軸上運(yùn)動，初速度v0>0，加速度a>0，a值不斷減小直至為零的過程中，質(zhì)點的()A．速度不斷減小，位移不斷減小B．速度不斷減小，位移繼續(xù)增大C．速度不斷增大，當(dāng)a＝0時，速度達(dá)到最大，位移不斷增大D．速度不斷減小，當(dāng)a＝0時，位移達(dá)到最大值思路點撥：①判斷速度增大還是減小，要看速度方向與加速度方向是同向還是反向．②判斷位移增大還是減小，要看速度方向與位移方向是同向還是反向．C[由于初速度v0>0，加速度a>0，即速度和加速度同向，不管加速度大小如何變化，速度都是在增加的，當(dāng)加速度減小時，相同時間內(nèi)速度的增加量變小，即逐漸增加的慢了；當(dāng)a＝0時，速度達(dá)到最大值，此后以該最大速度做勻速直線運(yùn)動，位移不斷增大，C正確．]上例中，若加速度a大小不變，則根據(jù)下列給出的速度和加速度的正負(fù)，判斷運(yùn)動性質(zhì)．(1)v0>0，a<0.(2)v0<0，a>0.(3)v0<0，a<0.[提示](1)向x軸正方向做減速運(yùn)動．(2)向x軸負(fù)方向做減速運(yùn)動．(3)向x軸負(fù)方向做加速運(yùn)動．物體運(yùn)動性質(zhì)的四種情況(1)a、v都為正或都為負(fù)時，物體做加速直線運(yùn)動．(2)a、v一正一負(fù)時，物體做減速直線運(yùn)動．2．關(guān)于速度、速度的變化量、加速度的關(guān)系，下列說法中正確的是()A．物體的加速度增大時，速度也增大B．物體的速度變化越快，加速度越大C．物體的速度變化越大，加速度越大D．物體的加速度不等于零時，速度大小一定變化B[速度是否增大，取決于速度方向與加速度方向之間的關(guān)系，與加速度的大小無必然聯(lián)系，選項A錯誤；由加速度的定義可知選項B正確，C錯誤；加速度的定義式是矢量式，速度的變化可以是方向變化，也可以是大小變化，還可以是大小和方向都變化，選項D錯誤．]從v-t圖象看加速度1．利用v-t圖象分析加速度(1)v-t圖象的斜率表示加速度．如圖所示的v-t圖象中，圖線的傾斜程度(斜率)k＝eq\f(Δv,Δt)＝a，表示物體的加速度．斜率越大，加速度越大；斜率越小，加速度越小；斜率為零，加速度為零，即速度保持不變．(2)斜率的正負(fù)表示加速度的方向．斜率為正，表示加速度的方向與正方向相同；斜率為負(fù)，表示加速度的方向與正方向相反．2．從速度—時間(v-t)圖象可以得到的信息(1)物體運(yùn)動的初速度，即圖象中的縱軸截距．(2)根據(jù)a＝eq\f(Δv,Δt)計算出加速度的大小．(3)物體是加速運(yùn)動，還是減速運(yùn)動．(4)物體在某一時刻的速度或物體達(dá)到某一速度所需要的時間．(5)物體在某一段時間內(nèi)的位移．圖線與坐標(biāo)軸或坐標(biāo)線圍成的面積即該段時間內(nèi)的位移大小．【例3】(多選)在跳板比賽中，若某運(yùn)動員(可看作質(zhì)點)，其速度與時間關(guān)系圖象如圖所示，選豎直向下為正方向，t＝0是其向上起跳瞬間，則()A．t1時刻開始進(jìn)入水面B．t2時刻開始進(jìn)入水面C．t3時刻已浮出水面D．0～t2時間內(nèi)，加速度保持不變思路點撥：①v-t圖線的斜率表示運(yùn)動員的加速度．②運(yùn)動員進(jìn)入水的時刻加速度的方向發(fā)生變化．③運(yùn)動員向下的速度減為零時到達(dá)水下的最深處．BD[從開始到t2時刻，v-t圖象為直線，說明該過程中的加速度不變，所以在0～t2時間內(nèi)人在空中，先上升后下降，t1時刻到達(dá)最高點，t2之后速度減小，開始進(jìn)入水中，選項A錯誤，B、D正確；t3時刻，人的速度減為零，此時人處于水下的最深處，選項C錯誤．]分析v-t圖象時的兩點注意(1)加速度是否變化看有無折點：在折點位置，圖線的傾斜程度改變，表示此時刻物體的加速度改變，v-t圖象為曲線，可認(rèn)為曲線上處處是折點，加速度時刻在改變．(2)速度方向是否改變看與時間軸有無交點：在與時間軸的交點位置前后，縱坐標(biāo)的符號改變，表示物體的速度方向改變．3．(多選)質(zhì)點做直線運(yùn)動的v-t圖象如圖所示，則()A．第1s末速度反向B．第2s內(nèi)質(zhì)點的加速度大小為2m/s2C．第2s內(nèi)速度方向與加速度方向相反D．在2s時質(zhì)點回到出發(fā)點BC[在前2s內(nèi)速度都在時間軸的上方，與規(guī)定的正方向相同，運(yùn)動方向一直不變，選項A錯誤；根據(jù)v-t圖象的斜率表示加速度可知，在第2s內(nèi)質(zhì)點的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(0－2m/s,1s)＝－2m/s2，即質(zhì)點做加速度大小為2m/s2的變速直線運(yùn)動，加速度方向與速度方向相反，選項B、C正確；由于0～2s內(nèi)質(zhì)點運(yùn)動方向不變，2s時不可能回到出發(fā)點，選項D錯誤．]課堂小結(jié)知識脈絡(luò)1.加速度是描述速度變化快慢的物理量．2．加速度是速度的變化量與所用時間的比值，單位是米每二次方秒，即m/s2.3．加速度是矢量，方向與速度變化量的方向相同．4．速度、速度的變化量及加速度三者的大小無必然聯(lián)系．5．在vt圖上，圖線的斜率表示加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正負(fù)表示加速度的方向.1．(多選)結(jié)合圖中說明的情景及數(shù)據(jù)，以下判斷正確的是()A．高速行駛的動車組的加速度可能為零B．汽車剎車至靜止時如果初速度很大，其加速度一定也很大C．在炮膛中點燃火藥后的炮彈的瞬時速度、加速度可能均為零D．蘇炳添在100m比賽起跑時速度很小，但加速度很大AD[高速行駛的動車組，速度很大但可能不變，則加速度可能為零，選項A正確；汽車剎車至靜止時，初速度很大，加速度不一定大，與剎車的時間有關(guān)，選項B錯誤；在炮膛中點燃火藥后的炮彈的瞬時速度為零，但是速度的變化率不為零，加速度不為零，選項C錯誤；蘇炳添在100m比賽起跑時速度很小，但是速度變化很快，加速度很大，選項D正確．]2．足球以8m/s的速度飛來，運(yùn)動員把它以12m/s的速度反向踢出，踢球的時間為0.02s．設(shè)飛來的方向為正方向，則足球在這段時間內(nèi)的加速度為()A．200m/s2 B．－200m/s2C．1000m/s2 D．－1000m/s2D[足球在這段時間內(nèi)的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(v－v0,t)＝eq\f(－12m/s－8m/s,0.02s)＝－1000m/s2，選項D正確．]3．雨滴從高空由靜止下落，由于空氣阻力作用，其加速度逐漸減小，直到變?yōu)榱悖诖诉^程中雨滴的運(yùn)動情況是()A．速度不斷減小，加速度為零時，速度最小B．速度不斷增大，加速度為零時，速度最大C．位移越來越小D．速度變化率越來越大B[雨滴做加速直線運(yùn)動，加速度減小，雨滴下落的速度增加的越來越慢；加速度為零時，雨滴的速度最大，A錯，B對；雨滴一直下落，位移逐漸增大，C錯；加速度即為速度變化率，加速度減小，故速度變化率減小，D錯．]4.如圖所示，圖線甲、乙分別表示兩個物體做直線運(yùn)動的v-t圖象，試回答：(1)甲、乙兩物體的初速度各多大？(2)甲、乙兩物體的加速度各多大？反映兩物體的運(yùn)動性質(zhì)有何不同？(3)經(jīng)過多長時間它們的速度相同？[解析]根據(jù)v-t圖象可以得出：(1)甲的初速度為v甲＝0，乙的初速度為v乙＝8m/s.(2)甲的加速度為a甲＝eq\f(6m/s－0,2s)＝3m/s2乙的加速度為a乙＝eq\f(0－8m/s,8s)＝－1m/s2顯然，甲做加速度不變的加速直線運(yùn)動，乙做加速度不變的減速直線運(yùn)動．(3)由題圖可以看出，t＝2s時甲、乙兩物體速度相等．[答案](1)08m/s(2)3m/s2－1m/s2甲、乙分別做加速度不變的加速、減速直線運(yùn)動(3)2s[教師備選1]沿直線運(yùn)動的一列火車和一輛汽車速度分別為v1和v2，v1、v2在各個時刻的大小如下表所示，從表中數(shù)據(jù)可以看出()t/s01234v1/(m·s－1)18.017.517.016.516.0v2/(m·s－1)9.811.012.213.414.6A.火車的速度變化較慢 B．汽車的加速度較小C．火車的位移在減小 D．汽車的位移在減小A[由題表中數(shù)據(jù)可得a1＝eq\f(Δv1,Δt)＝－0.5m/s2，a2＝eq\f(Δv2,Δt)＝1.2m/s2，由于|a1|<|a2|，故A正確，B錯誤；因為汽車和火車的速度方向一直未變，所以汽車和火車的位移都在增大，C、D錯誤．][教師備選2](多選)利用速度傳感器與計算機(jī)結(jié)合，可以自動作出物體運(yùn)動的圖象．某同學(xué)在一次實驗中得到的運(yùn)動小車的速度—時間圖象如圖所示，以下說法正確的是()A．小車先做加速運(yùn)動，后做減速運(yùn)動B．小車運(yùn)動的最大速度約為0.8m/sC．小車前10s朝正方向運(yùn)動，10s后朝負(fù)方向運(yùn)動D．小車做曲線運(yùn)動AB[由v-t圖象可以看出，小車的速度先增加后減小，最大速度約為0.8m/s，故A、B均正確；小車的速度先增大后減小，一直朝正方向運(yùn)動，C錯誤；圖線彎曲表明小車速度變化不均勻，不表示小車做曲線運(yùn)動，故D錯誤．][教師備選3](多選)如圖所示為甲、乙兩物體的速度隨時間變化的圖象，據(jù)圖可知()A．甲一定比乙的加速度大B．甲一定比乙的加速度小C．甲可能比乙的加速度大D．由于兩圖象不在同一坐標(biāo)系內(nèi)，又沒有數(shù)據(jù)和單位，故無法比較甲、乙的加速度大小CD[質(zhì)點做勻變速直線運(yùn)動，其v-t圖線的傾斜程度反映加速度大小，但切忌用直線傾角的正切來求加速度．因為物理圖象中，坐標(biāo)軸的單位長度是可以表示不同的大小的，因而，不同人在用v-t圖線來描述同一勻變速直線運(yùn)動時，所得直線的傾角可能不同．故選項A、B錯，選項C、D對．][教師備選4]如圖所示為一質(zhì)點做直線運(yùn)動的速度—時間圖象，則在圖中給出的該質(zhì)點在前3s內(nèi)的加速度a隨時間t變化關(guān)系的圖象中正確的是()ABCDA[質(zhì)點在第1s內(nèi)的加速度a＝eq\f(4,1)m/s2＝4m/s2，第2s、3s內(nèi)的加速度a′＝eq\f(0－4,3－1)m/s2＝－2m/s2，故選項A正確．][教師備選5]如圖所示為甲、乙兩個質(zhì)點沿x軸運(yùn)動的v-t圖象，請根據(jù)圖象回答下列問題：(1)甲、乙兩個質(zhì)點分別做怎樣的運(yùn)動？(2)它們的加速度大小分別為多少？方向如何？(3)甲、乙兩圖線交點的物理意義．[解析](1)由圖象知，甲質(zhì)點在前2s內(nèi)沿x軸負(fù)向做減速運(yùn)動，2s末，速度減為零，2s后，又沿x軸正向做加速運(yùn)動．乙質(zhì)點在前3s內(nèi)沿x軸正