教科版高中物理必修第一冊(cè)第1章描述運(yùn)動(dòng)的基本概念第5節(jié)速度變化的快慢與方向-加速度課件

第5節(jié)速度變化的快慢與方向——加速度第一章內(nèi)容索引010203自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)04隨堂練習(xí)課標(biāo)定位1.理解加速度的概念,掌握速度、速度變化量、速度變化率的區(qū)別。2.掌握利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和光電門(mén)測(cè)量加速度的方法。3.能夠根據(jù)v-t圖像分析和計(jì)算加速度。素養(yǎng)闡釋1.通過(guò)加速度概念的建立過(guò)程和加速度定義式的得出過(guò)程,了解和體會(huì)比值定義法在科學(xué)研究中的應(yīng)用。2.通過(guò)利用v-t圖像計(jì)算加速度的大小來(lái)體會(huì)利用數(shù)學(xué)方法解決物理問(wèn)題的科學(xué)思維方法。自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)一、加速度1.定義:速度的改變量Δv與發(fā)生這一改變所用時(shí)間Δt的比值。2.物理意義:定量地描述物體速度變化的快慢和方向。3.定義式:4.單位:在國(guó)際單位制中,加速度的單位是米每二次方秒,符號(hào)是

m/s2。二、加速度的測(cè)量

3.要想加速度測(cè)量得比較準(zhǔn)確,對(duì)時(shí)間有何要求?提示:要求時(shí)間足夠短,就可以認(rèn)為小車在這段時(shí)間內(nèi)以這個(gè)加速度運(yùn)動(dòng)。三、速度—時(shí)間圖像與加速度

(a)(b)1.圖(a)所示的物體的速度每隔相同時(shí)間增加的數(shù)值相等,我們稱為勻變速運(yùn)動(dòng);圖(b)所示的物體的速度每隔相同時(shí)間增加的數(shù)值不相等,我們稱為非勻變速運(yùn)動(dòng)?！皠蜃兯佟敝械摹皠颉笔侵杆俣茸兓目炻头较蚨疾蛔?即加速度不變。2.圖(a)所示的v-t圖像中,加速度的數(shù)值等于該圖像與橫軸的夾角θ的正切,也就是該圖像的斜率。3.對(duì)于圖(b)所示的曲線,它每一點(diǎn)的切線的斜率均不相同,即不同時(shí)刻其加速度的數(shù)值不同。4.下圖是甲、乙兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的速度—時(shí)間圖像,你能求出甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的加速度嗎?若能,試求出它們的加速度?！舅伎加懻摗?/p>

1.判斷下列說(shuō)法的正誤。(1)加速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。(

)(2)加速度是描述物體速度變化快慢的物理量。(

)(3)物體甲的加速度為3m/s2,乙的加速度為-4m/s2,則甲的加速度大于乙的加速度。(

)(4)物體的加速度為3m/s2,則物體一定做加速運(yùn)動(dòng)。(

)(5)在同一v-t圖像中,圖線傾角越大,對(duì)應(yīng)圖像的物體的加速度就越大。(

)×√××√2.(多選)“我國(guó)的新型戰(zhàn)斗機(jī)殲-20飛得很快”“小轎車比公交車起步快”。關(guān)于以上兩句話中“快”的含義,下列說(shuō)法正確的是(

)A.第一個(gè)“快”指戰(zhàn)斗機(jī)在相同時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移大B.第二個(gè)“快”指在相同時(shí)間內(nèi)小轎車運(yùn)動(dòng)位移增加得多C.第二個(gè)“快”指在相同時(shí)間內(nèi)小轎車速度增加得多D.兩個(gè)“快”都是指在相同時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)距離大答案:AC解析:第一個(gè)“快”指戰(zhàn)斗機(jī)的速度大,在相同時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移大,選項(xiàng)A正確;第二個(gè)“快”指小轎車的加速度大,在相同時(shí)間內(nèi)小轎車速度增加得多,選項(xiàng)C正確。3.一輛汽車開(kāi)始剎車時(shí)的速度為10m/s,剎車后經(jīng)5s剛好停止運(yùn)動(dòng),則汽車的加速度為

m/s2。

提示:-24.(原創(chuàng))下圖為小車?yán)瓌?dòng)紙帶時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶,紙帶上的A、B、C、D、E是連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的低壓交流電源上,測(cè)得lAB=0.50cm,lBC=0.70cm,lCD=0.90cm,lDE=1.10cm,則:

(1)相鄰的兩計(jì)時(shí)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為

s。

(2)在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB=

m/s;在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D點(diǎn)時(shí)小車的速度vD=

m/s。

(3)小車的加速度為

m/s2。

提示:(1)0.02

s

(2)0.3

m/s

0.5

m/s

(3)5

m/s2合作探究·釋疑解惑知識(shí)點(diǎn)一對(duì)加速度的理解【問(wèn)題引領(lǐng)】

下表列出了三種車輛起步后的速度變化情況。

(1)哪種車輛速度變化大?哪種車輛速度增加得快?(2)三種車輛的加速度分別為多大?(3)由計(jì)算結(jié)果分析加速度與速度v、速度的變化量Δv有無(wú)必然聯(lián)系。提示:(1)旅客列車速度變化大。自行車速度增加得快。(2)三種車輛的加速度分別是【歸納提升】

【典型例題】

【例題1】

足球以8m/s的速度飛來(lái),運(yùn)動(dòng)員把它以12m/s的速度反向踢出,踢球時(shí)間為0.2s,設(shè)球飛來(lái)的方向?yàn)檎较?則足球在這段時(shí)間內(nèi)的加速度是(

)A.-100m/s2

B.100m/s2C.20m/s2

D.-20m/s2答案:A解析:由題意知v1=8

m/s,v2=-12

m/s,根據(jù)加速度的定義式得

=-100

m/s2,負(fù)號(hào)表示足球加速度方向與正方向相反,選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤,A正確。在利用公式

計(jì)算加速度時(shí),要注意速度變化量是矢量,式中的v2與v1均包含方向?！咀兪接?xùn)練1】

爆炸性的加速度往往是跑車的賣點(diǎn)。如圖所示,某品牌跑車由靜止加速至100km/h,只需4.2s。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(1)求該品牌跑車的平均加速度大小。(2)假設(shè)普通私家車的平均加速度為3m/s2,求它由靜止加速至100km/h需要的時(shí)間。答案:(1)6.61m/s2

(2)9.26s知識(shí)點(diǎn)二加速度方向與速度方向的關(guān)系【問(wèn)題引領(lǐng)】

下圖為蜻蜓、火箭的運(yùn)動(dòng)示意圖。

(a)(b)圖(a):以8m/s的速度飛行的蜻蜓能在0.7s內(nèi)停下來(lái)。圖(b):火箭發(fā)射時(shí)10s內(nèi)速度由0增加到100m/s。(1)計(jì)算蜻蜓和火箭加速度的大小并說(shuō)明誰(shuí)的速度變化快。(2)分析蜻蜓和火箭的加速度方向與速度方向的關(guān)系。(3)試根據(jù)上述情景和問(wèn)題討論在直線運(yùn)動(dòng)中物體做加速運(yùn)動(dòng)或減速運(yùn)動(dòng)的條件。提示:(1)蜻蜓的加速度大小為11.4

m/s2,火箭的加速度大小為10

m/s2;蜻蜓的速度變化快。(2)蜻蜓的加速度方向與速度方向相反,火箭的加速度方向與速度方向相同。(3)在直線運(yùn)動(dòng)中,當(dāng)加速度方向與速度方向相同時(shí),物體做加速運(yùn)動(dòng);當(dāng)加速度方向與速度方向相反時(shí),物體做減速運(yùn)動(dòng)。【歸納提升】

1.加速度a的方向與速度的變化量Δv的方向相同,與速度v的方向無(wú)關(guān)。2.加速度的方向和速度的方向的關(guān)系決定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。(1)加速度方向與速度方向相同時(shí),v隨時(shí)間的增加而增大,物體做加速直線運(yùn)動(dòng)。兩種情況如圖(a)所示。(a)(b)(2)加速度方向與速度方向相反時(shí),v隨時(shí)間的增加而減小,物體做減速直線運(yùn)動(dòng)。兩種情況如圖(b)所示。(3)當(dāng)a=0時(shí),v不隨時(shí)間的增加而發(fā)生變化,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。判斷物體加速還是減速的依據(jù)是看加速度方向與速度方向的關(guān)系,兩者同向則加速,兩者反向則減速?！镜湫屠}】

【例題2】

一質(zhì)點(diǎn)自原點(diǎn)開(kāi)始在x軸上運(yùn)動(dòng),初速度v0>0,加速度a>0,當(dāng)a值不斷減小直至為零時(shí),質(zhì)點(diǎn)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(shí),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(shí),位移達(dá)到最大值答案:C解析: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(shí),相同時(shí)間內(nèi)速度的增加量減小;當(dāng)a=0時(shí),速度達(dá)到最大值,位移不斷增大。加速度是描述速度變化快慢的物理量,加速度在減小,只能說(shuō)明速度變化得慢了,速度不一定減小。【變式訓(xùn)練2】

(多選)甲、乙兩個(gè)物體沿同一直線向同一方向運(yùn)動(dòng)時(shí),取物體的初速度方向?yàn)檎?甲的加速度恒為5m/s2,乙的加速度恒為-8m/s2,則下列說(shuō)法正確的是(

)A.甲、乙的加速度方向相反

B.甲的加速度比乙的加速度大C.甲、乙都做加速直線運(yùn)動(dòng)

D.甲做加速直線運(yùn)動(dòng),乙做減速直線運(yùn)動(dòng)答案:AD解析:甲的加速度方向與正方向相同,乙的加速度方向與正方向相反,所以甲、乙的加速度方向相反,故A正確。比較加速度的大小看絕對(duì)值,乙的加速度大小比甲的加速度大小大,故B錯(cuò)誤。甲的加速度方向與速度方向相同,做加速直線運(yùn)動(dòng),乙的加速度方向與速度方向相反,做減速直線運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤,D正確。知識(shí)點(diǎn)三速度—時(shí)間圖像與加速度【問(wèn)題引領(lǐng)】

直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像描述了物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,而加速度是描述物體速度變化快慢的物理量,你能根據(jù)如圖所示圖像確定物體的加速度嗎?若能,試求出物體的加速度。【歸納提升】

1.由圖像計(jì)算或比較加速度

(2)v-t圖線為傾斜直線時(shí),表示物體的加速度不變,圖線為曲線時(shí)表示物體的加速度變化。斜率越大,加速度越大。如圖中物體的加速度在減小。2.由v-t圖像判斷速度的變化(如圖所示)

(1)在0~t0時(shí)間內(nèi),v<0,a>0,物體做減速運(yùn)動(dòng)。(2)在t>t0時(shí)間內(nèi),v>0,a>0,物體做加速運(yùn)動(dòng)?！镜湫屠}】

【例題3】

某物體沿直線運(yùn)動(dòng),其v-t圖像如圖所示。(1)求出物體在0~1s內(nèi),1~3s內(nèi),3~5s內(nèi)的加速度大小。(2)下列說(shuō)法正確的是(

)A.第1s內(nèi)和第2s內(nèi)物體的速度方向相反B.第1s內(nèi)和第2s內(nèi)物體的加速度方向相反C.第4s內(nèi)物體的速度方向和加速度方向相反D.第3s末物體的加速度為零答案:(1)2m/s2

-1m/s2

-1m/s2

(2)B(2)第1

s內(nèi)、第2

s內(nèi)縱坐標(biāo)為正,速度方向相同且均為正向,A錯(cuò)誤;根據(jù)斜率的正負(fù),第1

s內(nèi)加速度為正向,第2

s內(nèi)加速度為負(fù)向,B正確;第4

s內(nèi)速度為負(fù)向,加速度為負(fù)向,C錯(cuò)誤;第3

s末物體的加速度為-1

m/s2,D錯(cuò)誤。在速度—時(shí)間圖像中,需要掌握兩點(diǎn):(1)速度的正、負(fù)表示運(yùn)動(dòng)方向,看運(yùn)動(dòng)方向是否發(fā)生變化,只要考慮速度的正、負(fù)是否發(fā)生變化就可以。(2)圖像的斜率表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度。同一直線上斜率不變,加速度不變。【變式訓(xùn)練3】

下圖是某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像。

質(zhì)點(diǎn)在0~4s內(nèi)、4~8s內(nèi)、8~10s內(nèi)、10~12s內(nèi)分別做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)?加速度各是多少?答案:見(jiàn)解析。課堂小結(jié)隨堂練習(xí)1.(對(duì)加速度的理解)物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),有關(guān)物體加速度和速度的說(shuō)法不正確的是(

)A.在勻速直線運(yùn)動(dòng)中,物體的加速度必定為零B.在加速直線運(yùn)動(dòng)中,物體的加速度必定為正C.物體的速度等于零,其加速度不一定等于零D.物體的加速度方向不變,速度的方向可能改變答案:B解析:勻速直線運(yùn)動(dòng),物體的速度不變,所以無(wú)加速度,故A正確;在加速直線運(yùn)動(dòng)中,加速度方向與速度方向相同即可,若規(guī)定初速度的反方向?yàn)檎较?則速度與加速度都為負(fù)值,物體仍然做加速運(yùn)動(dòng),故B不正確;速度和加速度無(wú)必然聯(lián)系,物體的速度等于零,加速度不一定等于零,故C正確;速度和加速度無(wú)必然聯(lián)系,物體的加速度方向不變,速度的方向可能改變,故D正確。2.(加速度的測(cè)量)為了測(cè)定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度,滑塊上安裝了寬度為3.0mm的遮光板。滑塊先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén),計(jì)時(shí)器記錄了遮光板通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)的時(shí)間為3×10-3s,通過(guò)第二個(gè)光電門(mén)的時(shí)間為1×10-3s,滑塊從第一個(gè)光電門(mén)到第二個(gè)光電門(mén)所用時(shí)間為0.4s,則滑塊的加速度大小是(

)A.