2021-2022学年教科版（2019）必修第一册 1.5速度变化的快慢与方向-加速度 课件（50张PPT）

(共50张PPT)
5.速度变化的快慢与方向——加速度
必备知识·自主学习
一、加速度
【情境思考】
　观察图和表格,在研究开始的这一段,小红骑车的速度变化和运动员的速度变化相比,谁的速度变化大?谁的速度变化快?
事例
初速度
末速度
所用时间
100
m运动员起跑
0
6
m/s
1
s
小红骑自行车上学
0
10
m/s
5
s
提示:运动员的速度变化为Δv1=6
m/s,小红骑车的速度变化为Δv2=10
m/s,小红骑车的速度变化大。
运动员平均每秒增加的速度为6
m/s,小红骑车平均每秒增加的速度为2
m/s,运动员的速度变化快。
1.定义:速度的_______与发生这一改变所用时间的比值,即a=___。
2.单位:国际单位制中,单位是米每二次方秒,符号是m/s2或m·s-2。
3.物理意义:描述物体速度_________的物理量,也叫速度对时间的变化率。
4.结合加速度的物理意义,下列说法中的“快”指的是加速度较大的有_____。
①“复兴号”动车行驶得很快。
②C919客机能在10
000
m高空飞行得很快。
③运用ABS新技术,汽车能很快停下来。
④从枣庄开汽车去济南,走高速公路能很快到达。
⑤小轿车比大卡车启动快。
改变量
变化快慢
③⑤
5.加速度的方向
(1)加速度的方向:与速度_______的方向相同。
(2)加速度与速度的方向关系:在直线运动中
①如果速度增加,加速度的方向与初速度的方向_____。
②如果速度减小,加速度的方向与初速度的方向_____。
变化量
相同
相反
(3)关于加速度的理解,你认为符合科学事实的有_______。
①做变速运动的物体,它的加速度方向与速度方向总是相同的
②做变速运动的物体,它的速度变化越大,加速度越大
③做变速运动的物体,它的速度变化越快,加速度越大
④高速运行的磁悬浮列车的加速度可能为零
⑤物体运动的加速度为负,它的速度一定越来越小
⑥物体A的加速度为-8
m/s2,物体B的加速度为5
m/s2,则A的加速度大于B的加速
度
③④⑥
二、加速度的测量
1.用打点计时器测加速度:
先测出两个不同时刻t1和t2的速度v1和v2,再求出加速度a=
。
2.用光电门测加速度:
先测出滑块通过两个光电门的瞬时速度v1和v2,再测出在两个光电门间的运动时
间ΔT,则这段时间内有a=
。
三、速度—时间图像与加速度
1.定性判断:v
-t图像的斜率大小反映加速度的_____。v
-t图像的斜率正负反
映加速度的_____。
2.定量计算:在v
-t图像上取两点E(t1,v1)、F(t2,v2),加速度的数值a=
。
3.v
-t图像是直线、曲线的意义:
(1)v
-t图像是曲线表示_________直线运动。
(2)v
-t图像是直线表示_______直线运动。
大小
非匀变速
匀变速
方向
关键能力·合作学习
　知识点一　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:用正负号表示,正号表示与假设的正方向相同;负号表示与假
设的正方向相反。
2.加速度与速度的关系:
(1)从大小上看,加速度的大小与速度的大小无必然的联系;速度大的物体加速度不一定大;加速度大的物体速度也不一定大。速度为零时,加速度不一定为零,加速度为零时,速度不一定为零。
(2)从方向上看,加速度方向和速度方向无必然的联系;速度和加速度方向可以相同,可以相反,也可以成任意夹角。
(3)根据v-t图像。看随着时间的增加,速度的大小如何变化,若越来越大,则加速,反之则减速。
3.用加速度来判断物体的运动情况:
(1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢。
(2)加速度的方向与速度的方向关系决定物体加速还是减速。
4.物体运动性质的四种情况示例:
(1)a、v都为正或都为负时,物体做加速直线运动。
(2)a、v一正一负时,物体做减速直线运动。
【问题探究】
图中甲、乙、丙、丁各物体都在做直线运动,其运动的速度在发生变化,但速度变化的快慢不同。
(1)万吨货轮和火箭在相同时间内谁的速度变化大?谁的速度变化快?
(2)列车和小轿车从静止开始运动达到相同速度,所用时间不同,谁的速度变化快?
提示:(1)火箭　火箭　(2)小轿车
【典例示范】
【典例】乒乓球被称为中国的国球,在历次国际性的比赛中,中国队都取得了非
常好的成绩。假设在某次比赛中,中国选手接住了对手打来的速度大小为30
m/s
的乒乓球,并将球以45
m/s的速度反向扣杀,从接住到扣杀历时0.15
s,则乒乓
球在被扣杀时平均加速度大小为
(　　)
A.50
m/s2　　　　　　B.100
m/s2
C.250
m/s2　　　
D.500
m/s2
【解析】选D。以45
m/s方向为正方向,则Δv=v2-v1=45
m/s-(-30
m/s)=75
m/s,
所以a=
=500
m/s2,方向与45
m/s方向相同,故选项D正确。
　
【规律方法】
应用a=
计算加速度的步骤
(1)先规定正方向,一般选取初速度方向为正方向。
(2)根据题意,求出初速度v0和末速度v,利用Δv=v-v0求出Δv。
(3)找出发生Δv所用的时间Δt。
(4)由a=
计算加速度,并对a的方向做出说明。
【素养训练】
1.(多选)根据给出的速度和加速度的正负,下列物体的运动性质的判断正确的是
(　　)
A.v0<0,a>0,物体先做加速运动,后做减速运动
B.v0<0,a<0,物体做加速运动
C.v0>0,a<0,物体先做减速运动,后做加速运动
D.v0>0,a=0,物体做匀速直线运动
【解析】选B、C、D。v0与a同向时,做加速直线运动,故选项B正确;v0与a反向时,先做减速直线运动后做加速运动,故A错误,C正确;a=0时,做匀速直线运动,故D正确。
2.(2020·滨州高一检测)一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小
为4
m/s,1
s后速度的大小变为10
m/s,在这1
s内该物体的
(　　)
A.速度变化的大小可能为4
m/s
B.速度变化的大小可能为10
m/s
C.加速度可能小于4
m/s2
D.加速度可能大于10
m/s2
【解析】选D。速度、速度的变化量、速度的变化率(加速度)都是矢量,初、末
速度方向相同时速度变化的大小为6
m/s,初、末速度方向相反时速度变化的大
小为14
m/s,选项A、B错误;根据a=
知,加速度的大小可能为6
m/s2,也可能为
14
m/s2,选项C错误,D正确。
【加固训练】
篮球以6
m/s的速度竖直向下碰地面,然后以4
m/s速度竖直向上反弹,碰地的时
间为0.2秒。
(1)求篮球在这0.2秒内的速度变化量Δv。
(2)有的同学这样计算球的加速度:a=
m/s2=-10
m/s2。他的方法对
吗?为什么?正确的方法如何?
【解析】(1)以竖直向下为正方向,所以
Δv=v2-v1=-4
m/s-6
m/s=-10
m/s
负号表示Δv的方向竖直向上。
(2)不对。他没有注意速度的方向。
正确解法为:
以竖直向下为正方向,
v1=+6
m/s,v2=-4
m/s,
加速度为:a=
m/s2=-50
m/s2
负号表示加速度方向与正方向相反,即竖直向上。
答案:(1)10
m/s,方向竖直向上　(2)见解析
　知识点二　加速度、速度和速度变化量的关系
　
相关量
比较项　
速度v
速度的变化量Δv
加速度a
表达式
v=
Δv=v2-v1
a=
单位
m/s
m/s
m/s2
方向
时间Δt内的位移Δx的方向
由初、末速度决
定,与a的方向相同
a与Δv的方向相同
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
提醒:加速度a的方向与速度的变化量Δv的方向一定相同,但速度的变化量Δv的大小不仅与加速度有关,还与时间有关。
【问题探究】
　高速行驶的磁悬浮列车,速度很大,它的加速度也一定很大吗?
提示:不一定很大。
【典例示范】
【典例】为了迎接2020年的到来,在跨年之夜,大连星海湾举行了大型海上焰火表演。本次大连跨年烟花晚会规模超过北京奥运会,形成了一公里长的海上焰火瀑布。如图所示,有关焰火腾空的过程,以下说法正确的是
(　　)
A.焰火的速度越大,加速度也一定越大
B.焰火的速度变化越快,加速度一定越大
C.焰火的速度变化量越大,加速度一定越大
D.焰火在某时刻速度为零,其加速度一定为零
【解析】选B。速度大,速度变化不一定快,加速度不一定大,故选项A错误;加速
度是反映速度变化快慢的物理量,速度变化越快,加速度越大,故选项B正确;根
据a=
知,速度变化量大,加速度不一定大,故选项C错误;速度为零,速度的变
化率不一定为零,即加速度不一定为零,故选项D错误。
【素养训练】
　关于速度、速度的变化和加速度的关系,下列说法中正确的是
(　　)
A.速度变化的方向为正,加速度的方向也为正
B.物体加速度增大,速度一定越来越大
C.速度越来越大,加速度一定越来越大
D.加速度为负值,物体也可能做加速运动
【解析】选A、D。加速度方向与速度变化量的方向相同,速度变化方向为正,加速度方向为正,故A正确;物体的加速度增大,如果加速度和速度方向相反,则速度越来越小,故B错误;速度越来越大只能说明加速度和速度方向相同,而加速度可以越来越小,故C错误;加速度为负值,如果加速度和速度方向相同,则物体做加速运动,故D正确。
【加固训练】
　　一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小为零,则在此过程中
(　　)
A.速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值
B.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值
C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大
D.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值
【解析】选B。一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零,在此过程中,由于加速度的方向始终与速度方向相同,所以速度逐渐增大,当加速度减小到零时,质点将做匀速直线运动,速度不变,而此时速度达到最大值,A错误,B正确;由于质点做方向不变的直线运动,所以位移逐渐增大,当加速度减小到零时,速度不为零,所以位移继续增大,C、D错误。
　知识点三　从速度图像看加速度
1.v-t图像中加速度的意义:
(1)图像意义:v-t图像反映了运动物体的速度随时间变化的规律。
(2)斜率意义:v-t图像的斜率反映运动物体的加速度。
①斜率的大小表示加速度的大小。
②斜率的正负表示加速度的方向。
2.通过v-t图像认识加速度:
(1)如果速度均匀增大或减小,加速度不变,v-t图像的斜率不变,是一条倾斜的直线。如图,甲表示的加速度a1=2
m/s2,方向与初速度方向相同;乙表示的加速度a2=-2
m/s2,负号表示其方向与初速度方向相反。
(2)如果速度不是均匀变化的,即物体的加速度在变化,则v-t图像的斜率变化,是一条曲线,曲线上某点的切线的斜率表示该时刻的瞬时加速度。如图所示,物体在做加速运动,但加速度逐渐减小。
【问题探究】
　观察图,思考下列问题。
坡的“陡”与“缓”与图线的“陡”与“缓”有什么联系?
提示:坡“陡”与图线“陡”均表示速度变化得快;坡“缓”与图线“缓”均表示速度变化得慢。
【典例示范】
【典例】如图是某物体做直线运动的速度图像,有关物体运动情况判断正确的
是
(　　)
A.前2
s的加速度大小为5
m/s2
B.2
s末运动方向改变
C.4
s末物体回到出发点
D.6～8
s做加速运动
【解析】选A。前2
s的加速度a=
m/s2=5
m/s2,选项A正确;前4
s
内的速度均
为正值,表示速度方向与正方向相同,选项B错误;4
s末速度方向变化,并不表示
回到出发点,C错误;6～8
s是减速运动,选项D错误。
【素养训练】
1.(多选)如图是一个物体运动的v-t图像,由图可知
(　　)
A.物体做变加速运动
B.在相等的时间内速度的变化量相等
C.物体做加速度逐渐减小的加速直线运动
D.物体做曲线运动
【解析】选A、C。根据速度图像切线的斜率表示加速度,知斜率越来越小,物体的加速度越来越小,由Δv=aΔt知物体在相等时间内,速度的变化量越来越小,故A正确,B错误;该物体的速度越来越大,物体做加速度减小的变加速直线运动,故C正确;物体运动的v
-t图像描述的是物体做直线运动,而不是物体做曲线运动,故D错误。故选A、C。
2.(多选)如图所示为某质点做直线运动的v
-t图像,下列说法正确的是
(　　)
A.质点始终向同一方向运动
B.在运动过程中,质点运动方向发生变化
C.0～t1内做加速直线运动
D.t1～t3内做减速直线运动
【解析】选B、C。由图知,0～t3内,质点的速度为正值,说明质点的运动方向沿正方向,t3时刻后,质点的速度为负值,说明质点的运动方向沿负方向,所以质点在t3时刻运动方向发生变化,故A错误,B正确;0～t1内质点的速度均匀增大,做加速直线运动,故C正确;t1～t3内先做匀速直线运动,后做减速直线运动,故D错误。
【拓展例题】考查内容:a
-t图像的应用
【典例】如图为一质点做直线运动的速度—时间图像,则在图中给出的该质点在前
3
s
内的加速度a随时间t变化关系的图像中正确的是
(　　)
【解析】选A。质点在0～1
s内的加速度a=
m/s2=4
m/s2,1～3
s内的加速度
a′=
m/s2=-2
m/s2,故选项A正确。
1.速度变化快慢
2.与v无关
1.与△v的方向一致
2.与速度方向的关系
同向加速
反向减速
斜率的绝对值
定性
意义
加速度
大小
v-t图像
定量
方向
【生活情境】
　在体育竞技场上,有许多项目要靠灵活性取胜,如在排球比赛中,灵活性好的运动员能快速改变自己的运动路线,容易绕过对方的防守队员去进球得分。世界女排大奖赛中,某运动员跳起将速度为20
m/s水平飞来的排球迎面击出,排球以30
m/s的速率水平返回(如图)。
探究:假设排球被击打过程中的平均加速度大
小为200
m/s2,试求运动员对排球的击打时间。
情境·模型·素养
【解析】以排球返回的速度方向为正方向,由a=
,解得Δt=
s=0.25
s。
答案:0.25
s
【生活情境】
　有些国家的交管部门为了交通安全,特制定了死亡加速度500g(g取10
m/s2)这一数值,意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险。这么大的加速度,一般车辆是达不到的,但是发生交通事故时,将会达到这一数值。
探究:两辆摩托车以36
km/h的速度相向而撞,碰撞时间为2×10-3
s,驾驶员是否有生命危险?
【解析】摩托车的初速度v0=36
km/h=10
m/s,
末速度v=0
这一碰撞过程的时间Δt=2×10-3
s
由加速度的定义式a=
得
加速度的大小为
a=
m/s2=5×103
m/s2=500g,
所以驾驶员有生命危险。
答案:有生命危险
课堂检测·素养达标
1.(多选)关于加速度,下列说法正确的是
(　　)
A.速度变化越大,加速度一定越大
B.速度变化所用的时间越短,加速度一定越大
C.速度变化越快,加速度一定越大
D.单位时间内速度变化越大,加速度一定越大
【解析】选C、D。由加速度的定义式a=
可知,加速度的大小是由速度的变化量和发生这
一变化所用时间共同决定的,速度变化越大,所用的时间不确定,加速度不一定越大,选项A错
误;速度变化所用时间越短,但速度的变化量不确定,故加速度不一定越大,选项B错误;加速
度是描述速度变化快慢的物理量,速度变化越快,加速度一定越大,选项C正确;单位时间内
速度变化越大,加速度一定越大,选项D正确。
【加固训练】
　　(多选)下列对加速度定义式a=
的理解正确的是
(　　)
A.加速度a与速度变化量Δv成正比
B.加速度a的大小由速度变化量Δv决定
C.加速度a的方向与Δv方向相同
D.加速度a的大小决定速度变化率
【解析】选C、D。根据加速度的定义式a=
可以知道,加速度与速度的变化量
无关,故A、B错误;加速度方向与速度变化量的方向相同,加速度a的大小决定速
度变化率
,故C、D正确。
2.(多选)下列运动可能出现的是
(　　)
A.物体的加速度增大,速度反而减小
B.物体的加速度减小,速度反而增大
C.物体的速度为零时,加速度却不为零
D.物体的加速度始终不变,速度也始终不变
【解析】选A、B、C。A项,物体做减速运动时,加速度可增可减;B项,物体做加速运动时,加速度可增可减;C项,汽车启动瞬间加速度不为0;D项,物体有加速度,速度就变化,D错误。
3.2020年初的“新冠肺炎”冲击着我国的经济,房地产市场更是雪上加霜,有些房地产公司甚至不得不在互联网上进行了打折售房,一时成为关注的焦点。近几年,国内房价飙升,在囯家宏观政策调控下,房价上涨出现减缓趋势,张强同学将房价的“上涨”类比成运动学中的“加速”,将房价的“下跌”类比成运动学中的“减速”,据此,你认为“房价上涨出现减缓趋势”可以类比成运动学中的
(　　)
A.速度减小,加速度增大　　
B.速度增加,加速度增大
C.速度增加,加速度减小
D.速度减小,加速度减小
【解析】选C。房价类比成速度,房价上涨快慢类比成加速度,房价上涨出现减缓趋势,相当于加速度减小,但仍然在上涨,相当于加速度与速度方向相同,速度仍然增大,故选C。
4.如图所示,将弹性小球以10
m/s的速度从距地面2
m处的A点竖直向下抛出,小球落地后竖直反弹经过距地面1.5
m高的B点时,向上的速度为7
m/s,从A到B,小球共用时0.3
s,则此过程中
(　　)
A.小球发生的位移的大小为0.5
m,方向竖直向上
B.小球速度变化量的大小为3
m/s,方向竖直向下
C.小球平均速度的大小为8.5
m/s,方向竖直向下
D.小球平均加速度的大小约为56.7
m/s2,方向竖直向上
【解析】选D。位移是初位置指向末位置的有向线段,从题中可以看出,小球的位
移为0.5
m,方向由A点指向B点,即竖直向下,故A错误;速度的变化量等于末速度
减初速度,规定向下为正,则Δv=-7
m/s-10
m/s=-17
m/s,负号表示与规定的正
方向相反,即速度变化量的方向向上,故B错误;平均速度等于位移与时间的比值,
小球的位移为x=0.5
m,方向竖直向下,所以小球的平均速度
m/s≈
1.67
m/s,方向竖直向下,故C错误;规定向下的方向为正方向,由加速度公式a=
知:a=
m/s2≈-56.7
m/s2,负号表示方向竖直向上,故D正确。
5.(多选)若某物体做直线运动的v
-t图像如图所示,则下列说法中正确的是
(　　)
A.t=3
s时物体运动的速度方向发生改变
B.t=3
s时物体运动的加速度方向发生改变
C.t=3
s时物体离出发点最远
D.t=3
s时物体的加速度为零
【解析】选A、C。根据速度的正负表示速度的方向,可知t=3
s时物体运动的速度方向发生改变,故A正确;在2～5
s内直线的斜率一定,说明物体的加速度恒定,则t=3
s时物体运动的加速度方向没有发生改变,故B错误;物体在前3
s内沿正方向运动,3
s后沿负方向运动,则t=3
s时物体离出发点最远,故C正确;根据斜率等于加速度,可知t=3
s时物体的加速度不为零,故D错误。