2024-2025學(xué)年高中物理第一章運(yùn)動(dòng)的描述5速度變化快慢的描述-加速度學(xué)案新人教版必修11

PAGE10-5速度變更快慢的描述——加速度[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.[物理觀念]駕馭加速度的概念，能區(qū)分v、Δv、eq\f(Δv,Δt)，理解加速度的矢量性．(重點(diǎn))2.[科學(xué)思維]能依據(jù)速度和加速度的方向關(guān)系推斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)．3.[科學(xué)方法]能依據(jù)v-t圖象分析、計(jì)算加速度．(難點(diǎn))一、加速度1．定義：速度的變更量與發(fā)生這一變更所用時(shí)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(guó)際單位制中是m/s2.4．物理意義：描述物體運(yùn)動(dòng)速度變更快慢的物理量．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更量的方向相同．2．加速度與速度的方向關(guān)系eq\o(\a\al(在直線,運(yùn)動(dòng)中))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(加速時(shí)，加速度與速度方向相同.,減速時(shí)，加速度與速度方向相反.))三、從v-t圖象看加速度對(duì)v-t圖象的相識(shí)：1．v-t圖象反映了物體的速度隨時(shí)間變更的規(guī)律．2．在v-t圖象中，從圖線的傾斜程度(斜率大小)就能推斷加速度的大小．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(dòng)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．思索推斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)加速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量． (×)(2)加速度是表示物體速度變更快慢的物理量． (√)(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，則物體肯定做加速運(yùn)動(dòng)． (×)(5)在同一v-t圖象中，圖線傾角越大，對(duì)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(shuō)法中正確的是()A．加速度描述速度變更的大小B．加速度描述速度變更的快慢C．加速度表示運(yùn)動(dòng)的快慢D．加速度表示增加的速度B[加速度a＝eq\f(vt－v0,t)，用于描述速度變更的快慢，B正確．]3．(多選)下列運(yùn)動(dòng)狀況可能存在的是()A．物體運(yùn)動(dòng)的加速度等于0，而速度卻不等于0B．物體的速度保持不變，而加速度卻很大C．物體加速度和速度方向相同，而速度卻越來(lái)越小D．物體的速度漸漸變大，而加速度卻漸漸減小AD[物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，加速度等于零，而速度卻不等于零，由此可確立A正確，B錯(cuò)誤；物體加速度和速度方向相同，則速度肯定越來(lái)越大，C錯(cuò)誤；物體速度漸漸變大，加速度可能漸漸減小，D正確．]加速度1．加速度的理解加速度是速度的變更量Δv與發(fā)生這一變更所用時(shí)間Δt的比值，在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)速度的變更量，即速度的變更率．2．速度、速度變更量、加速度的比較速度v速度變更量Δv加速度a定義位移與所用時(shí)間的比值末速度與初速度的差值速度變更量與時(shí)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?yàn)槲矬w運(yùn)動(dòng)的方向，與a的方向不肯定相同由初、末速度確定，與a的方向相同，與v的方向不肯定相同與Δv的方向相同，與v的方向不肯定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更的大小和方向表示物體速度變更的快慢和方向大小關(guān)系三個(gè)物理量的大小沒(méi)有必定聯(lián)系，其中一個(gè)物理量較大時(shí)，其余兩個(gè)物理量不肯定較大【例1】一輛汽車(chē)沿平直馬路向東行駛，如圖所示是該汽車(chē)的速度計(jì)，在汽車(chē)內(nèi)的視察者視察速度計(jì)指針的變更，起先時(shí)指針指在如圖甲所示的位置，經(jīng)過(guò)5s后指針指示到如圖乙所示的位置，下列說(shuō)法正確的是()A．汽車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)，加速度為2.8m/s2B．汽車(chē)做減速運(yùn)動(dòng)，加速度為－2.8m/s2C．汽車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)，加速度為10m/s2D．汽車(chē)做減速運(yùn)動(dòng)，加速度為－10m/s2思路點(diǎn)撥：①速度計(jì)指示的速度單位為km/h，應(yīng)換成m/s.②汽車(chē)的速度由圖甲變?yōu)閳D乙可知汽車(chē)做減速運(yùn)動(dòng)．B[汽車(chē)速度計(jì)顯示的是汽車(chē)的瞬時(shí)速度，由題圖可得汽車(chē)的初速度v0＝80km/h，經(jīng)過(guò)時(shí)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(hào)說(shuō)明加速度的方向向西，汽車(chē)在做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤．]關(guān)于速度、速度變更量、加速度的五點(diǎn)提示(1)速度大，速度變更量、加速度不肯定大．(2)速度變更量大，加速度、速度不肯定大，它們之間無(wú)干脆關(guān)系．(3)加速度大，速度不肯定大．(4)加速度的方向與速度變更量的方向肯定相同．(5)加速度的大小等于速度的變更率，但與Δv和Δt其中的任一個(gè)因素均無(wú)關(guān)．[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．如圖所示，汽車(chē)向右沿直線運(yùn)動(dòng)，原來(lái)的速度是v1，經(jīng)過(guò)一小段時(shí)間之后，速度變?yōu)関2，Δv表示速度的變更量．由圖中所示信息可知()A．汽車(chē)在做加速直線運(yùn)動(dòng)B．汽車(chē)的加速度方向與v1的方向相同C．汽車(chē)的加速度方向與v1的方向相反D．汽車(chē)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(chē)做減速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；Δv的方向與汽車(chē)的速度v1方向相反，又加速度a與Δv的方向相同，所以汽車(chē)的加速度a的方向與v1的方向相反，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤，C正確．]加速度方向與速度方向的關(guān)系1．加速度的大小確定了速度變更的快慢加速度大，其速度變更肯定快；加速度小，其速度變更肯定慢．加速度增大，則速度變更得越來(lái)越快；加速度減小，則速度變更得越來(lái)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(dòng)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?。纠?】一質(zhì)點(diǎn)自原點(diǎn)起先在x軸上運(yùn)動(dòng)，初速度v0>0，加速度a>0，a值不斷減小直至為零的過(guò)程中，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，位移接著增大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)到最大值思路點(diǎn)撥：①推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推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更，速度都是在增加的，當(dāng)加速度減小時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)速度的增加量變小，即漸漸增加的慢了；當(dāng)a＝0時(shí)，速度達(dá)到最大值，此后以該最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移不斷增大，C正確．]上例中，若加速度a大小不變，則依據(jù)下列給出的速度和加速度的正負(fù)，推斷運(yùn)動(dòng)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(dòng)．(2)向x軸負(fù)方向做減速運(yùn)動(dòng)．(3)向x軸負(fù)方向做加速運(yùn)動(dòng)．物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的四種狀況(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)．[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．依據(jù)給出的速度和加速度的正、負(fù)，對(duì)下列運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的推斷錯(cuò)誤的是()A．v0＞0，a＜0，物體做加速運(yùn)動(dòng)B．v0＜0，a＜0，物體做加速運(yùn)動(dòng)C．v0＜0，a＞0，物體做減速運(yùn)動(dòng)D．v0＞0，a＞0，物體做加速運(yùn)動(dòng)A[由于速度和加速度都是矢量，若二者的符號(hào)相同，就表示它們的方向相同，則物體就做加速運(yùn)動(dòng)，故B、D正確；若二者的符號(hào)相反，就表示它們的方向相反，則物體就做減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，C正確．]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?。恍甭蕿榱?，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(shí)間(v-t)圖象可以得到的信息(1)物體運(yùn)動(dòng)的初速度，即圖象中的縱軸截距．(2)依據(jù)a＝eq\f(Δv,Δt)計(jì)算出加速度的大小．(3)物體是加速運(yùn)動(dòng)，還是減速運(yùn)動(dòng)．(4)物體在某一時(shí)刻的速度或物體達(dá)到某一速度所須要的時(shí)間．(5)物體在某一段時(shí)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(shí)間內(nèi)的位移大?。纠?】(多選)在跳板競(jìng)賽中，若某運(yùn)動(dòng)員(可看作質(zhì)點(diǎn))，其速度與時(shí)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(shí)刻起先進(jìn)入水面B．t2時(shí)刻起先進(jìn)入水面C．t3時(shí)刻已浮出水面D．0～t2時(shí)間內(nèi)，加速度保持不變思路點(diǎn)撥：①v-t圖線的斜率表示運(yùn)動(dòng)員的加速度．②運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水的時(shí)刻加速度的方向發(fā)生變更．③運(yùn)動(dòng)員向下的速度減為零時(shí)到達(dá)水下的最深處．BD[從起先到t2時(shí)刻，v-t圖象為直線，說(shuō)明該過(guò)程中的加速度不變，所以在0～t2時(shí)間內(nèi)人在空中，先上升后下降，t1時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn)，t2之后速度減小，起先進(jìn)入水中，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B、D正確；t3時(shí)刻，人的速度減為零，此時(shí)人處于水下的最深處，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．]分析v-t圖象時(shí)的兩點(diǎn)留意(1)加速度是否變更看有無(wú)折點(diǎn)：在折點(diǎn)位置，圖線的傾斜程度變更，表示此時(shí)刻物體的加速度變更，v-t圖象為曲線，可認(rèn)為曲線上到處是折點(diǎn)，加速度時(shí)刻在變更．(2)速度方向是否變更看與時(shí)間軸有無(wú)交點(diǎn)：在與時(shí)間軸的交點(diǎn)位置前后，縱坐標(biāo)的符號(hào)變更，表示物體的速度方向變更．[跟進(jìn)訓(xùn)練]3．(多選)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)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(diǎn)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(shí)質(zhì)點(diǎn)回到動(dòng)身點(diǎn)BC[在前2s內(nèi)速度都在時(shí)間軸的上方，與規(guī)定的正方向相同，運(yùn)動(dòng)方向始終不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)v-t圖象的斜率表示加速度可知，在第2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的加速度a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(0－2m/s,1s)＝－2m/s2，即質(zhì)點(diǎn)做加速度大小為2m/s2的變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度方向與速度方向相反，選項(xiàng)B、C正確；由于0～2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向不變，2s時(shí)不行能回到動(dòng)身點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]1．[物理觀念]加速度的概念、單位、方向．2．[科學(xué)思維]用對(duì)比法分析速度、速度變更量、加速度．3．[科學(xué)方法]用v-t圖象確定加速度的大小和方向．1．(多選)結(jié)合圖中說(shuō)明的情景及數(shù)據(jù)，以下推斷正確的是()eq\o(\a\al(高速行駛的,動(dòng)車(chē)組))eq\o(\a\al(以100km/h行駛,的汽車(chē)緊急剎車(chē)))eq\o(\a\al(敘利亞戰(zhàn)場(chǎng),大炮開(kāi)火))eq\a\al(100m競(jìng)賽中蘇炳添,以9秒99通過(guò)終點(diǎn))A．高速行駛的動(dòng)車(chē)組的加速度可能為零B．汽車(chē)剎車(chē)至靜止時(shí)假如初速度很大，其加速度肯定也很大C．在炮膛中點(diǎn)燃火藥后的炮彈的瞬時(shí)速度、加速度可能均為零D．蘇炳添在100m競(jìng)賽起跑時(shí)速度很小，但加速度很大AD[高速行駛的動(dòng)車(chē)組，速度很大但可能不變，則加速度可能為零，選項(xiàng)A正確；汽車(chē)剎車(chē)至靜止時(shí)，初速度很大，加速度不肯定大，與剎車(chē)的時(shí)間有關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在炮膛中點(diǎn)燃火藥后的炮彈的瞬時(shí)速度為零，但是速度的變更率不為零，加速度不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；蘇炳添在100m競(jìng)賽起跑時(shí)速度很小，但是速度變更很快，加速度很大，選項(xiàng)D正確．]2．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，踢球的時(shí)間為0.02s．設(shè)飛來(lái)的方向?yàn)檎较?，則足球在這段時(shí)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(shí)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(xiàng)D正確．]3．(多選)萬(wàn)噸貨輪起航時(shí)，10s內(nèi)速度大小從0增加到0.2m/s；蜻蜓以8m/s的速度大小飛行時(shí)，能在0.7s內(nèi)停下來(lái)．關(guān)于上述兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，下列分析正確的是()A．貨輪的速度變更量大小是0.2m/sB．貨輪的速度變更量大小是0.2m/s2C．貨輪的速度變更比蜻蜓慢D．貨輪的速度變更比蜻蜓快AC[10s內(nèi)貨輪速度的變更量大小為0.2m/s，A正確，B錯(cuò)誤；貨輪的速度變更量與時(shí)間之比eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(0.2m/s,10s)＝0.02m/s2，蜻蜓的速度變更量與時(shí)間之比eq\f(Δv′,Δt′)＝eq\f(8m/s,0.7s)≈11.43m/s2，可見(jiàn)蜻蜓的速度變更快，C正確，D錯(cuò)誤．]4．如圖所示，圖線甲、乙分別表示兩個(gè)物體做直線運(yùn)動(dòng)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