(共32张PPT)
1-5 速度变化快慢的描述-加速度
思考与讨论
普通的小型轿车和旅客列车,速度都能达到100 km/h。但是,它们起步后达到这样的速度所需的时间是不一样的。例如一辆小汽车在20s内速度达到了100km/h,而一列火车达到这个速度大约要用500 s。
谁的速度“增加”得比较快?
小汽车的速度“增加”得比较快!
20 s
速度0
100km/h(约28m/s)
速度平均1 s 增加为
500 s
速度0
100km/h(约28m/s)
速度平均1 s 增加为
炮弹的速度变化,比飞机的速度变化快得多!
30 s
速度0
300km/h(约83m/s)
速度平均1 s 增加为
0.005 s
速度0
250m/s
速度平均1 s 增加为
v1/m.s-1 △t/s v2/m.s-1 △v/m·s-1
A. 自行车下坡 2 3 11
B. 公共汽车出站 0 3 6
C. 某舰艇出航 0 20 6
D. 火车出站 0 100 20
E. 飞机匀速飞行 300 10 300
9
6
0
6
20
谁的速度大?
谁的速度变化得快?
举出一些例子,说明“速度大”、“速度变化大”、“速度变化得快”描述的是三种不同的情况。
谁的速度的变化量大?
v1/(m·s-1) △t/s v2/(m·s-1) △v/ (m·s-1)
A.自行车下坡 2 3 11
B.公共汽车出站 0 3 6
C.某舰艇出航 0 20 6
D.火车出站 0 100 20
E.飞机匀速飞行 300 10 300
9
6
0
6
20
△v/△t(m·s-2)
3
2
0.3
0.2
0
你能从表中得到比较速度变化的快慢的方法吗?
速度的变化量跟发生这一变化所用时间的比值有何意义?
举出一些例子,说明“速度大”、“速度变化大”、“速度变化得快”描述的是三种不同的情况。
1、加速度
⑴定义:
v1----初速度(时间△t开始时的速度)
v2----末速度(时间△t末了时的速度)
⑵定义式:
a ----加速度(时间△t范围内的加速度)
⑶物理意义:描述速度变化的快慢
⑸分类:平均加速度与瞬时加速度
⑷ 单位:在国际单位制中,加速度的单位是m/s2
速度的变化量跟发生这一变化所用时间的比值。
2、加速度的方向(直线运动)
⑴速度的变化量△v
①定义: 末速度减去初速度
②定义式 △v = v2-v1
③ 作图法寻找 △v
Δ
v
v1
v2
Δ
v
v1
v2
△v 有方向.
Ⅰ.加速直线运动
Ⅱ.减速直线运动
求小球在碰撞过程中,速度的变化量?
3m/s
3m/s
正方向
① 确定正方向
② 将速度表示出来
③ 速度的变化量等于末速度减初速度,
即Δv=v2-v1 =-3m/s-3m/s=-6m/s,
④ 结果的正负表示速度变化的方向
v1 =3m/s,
v2=-3m/s,
2、加速度的方向(直线运动)
Δ
v
v1
v2
Δ
v
v1
v2
Ⅰ.加速直线运动
Ⅱ.减速直线运动
a
a
⑵ 加速度的方向
① 加速直线运动,a的方向 ;
② 减速直线运动,a的方向 。
与v1方向相同
与v1方向相反
结论:加速度方向和速度变化量的方向相同,与速度方向无关。
3、加速度大小与速度大小的关系
⑴速度大,加速度不一定大;
⑵加速度为零时,速度可以不为零;
结论:加速度与速度没有必然联系。
加速度大,速度不一定大。
速度为零时,加速度可以不为零。
⑴速度变化量大,加速度不一定大;
结论:加速度与速度变化量没有必然联系。
4、加速度大小与速度变化量大小的关系
⑵加速度大,速度变化量不一定大。
a、b分别是两个物体运动的v-t图像。哪个物体运动的加速度较大?为什么?
5、从v-t 图象看加速度
v0
t
v
t1
v1
t2
v2
b
v(m/s)
O
a
从曲线的倾斜程度就能判断加速度的大小,比值 v/ t就是加速度的数值。
小三角形水平的直角边代表时间间隔 t,竖直直角边代表速度的变化量 v 。
t/s
5、从v-t 图象看加速度
O
v/m·s-1
t/s
4
6
2
4
6
2
①前2s内的加速度为:
②2s—4s的加速度为:
a2=0
③4s—6s的加速度为:
加速度方向与速度方向相同时,物体作加速运动;加速度方向与速度方向相反时,物体作减速运动。
6、变化率
⑴定义:
⑵物理意义:
某量D的变化量△D与发生这个变化所用的时间△t 的比值△D/△t ,叫做这个量的变化率。
描述某量D的变化快慢,不表示某量D的变化量△D的大小。
关于加速度的含义,下列说法正确的是( )
A. 加速度表示速度的增加
B. 加速度表示速度变化
C. 加速度表示速度变化快慢
D. 加速度表示速度变化的大小
C
下列说法正确的是( )
A. 加速度增大,速度一定增大
B. 速度变化越大,加速度越大
C. 物体有加速度,速度就增大
D. 物体的速度很大,加速度可能为零
D
以下关于加速度的说法中,正确的是( )
A. 加速度为0的物体一定处于静止状态
B. 物体的加速度减小,其速度必随之减小
C. 物体的加速度增加,其速度不一定增大
D. 物体的加速度越大,其速度变化越快
CD
关于速度、速度改变量、加速度,正确的说法是( )
A、物体运动的速度改变量很大,它的加速度一定很大
B、速度很大的物体,其加速度可以很小,可以为零
C、某时刻物体的速度为零,其加速度不可能为零
D、加速度很大时,运动物体的速度一定很大
B
足球以8m/s的速度飞来,运动员把它以12m/s的速度反方向踢出,踢球时间为0.2S,设球飞来的方向为正方向,则足球在这段时间内的加速度是多少?
①以球飞来的方向为正方向
② 将速度表示出来
③代入公式计算
v1 =8m/s,
v2=-12m/s,
球的加速度大小为100m/s2,方向与球飞来的方向相反
下列说法正确的是( )
A. 物体速度改变量大,其加速度一定大
B. 物体有加速度时,速度就增大
C. 物体的加速度大,速度一定大
D. 物体速度的变化率大,加速度一定大
D
下列关于速度和加速度的叙述中,结论正确的是( )
A. 物体的速度越大,它的加速度也一定越大
B. 物体运动的加速度为零,它的速度也为零
C. 物体运动的速度改变越大,它的加速度也一定越大
D. 加速度的大小就是速度对时间的变化率的大小
D
若汽车的加速度方向与速度方向一致,当加速度减小时,则 ( )
A.汽车的速度也减小
B.汽车的速度仍在增大
C.当加速度减小到零时,汽车静止
D. 当加速度减小到零时,汽车的速度达到最大
BD
如图所示是一个物体向东运动的速度图象。由图可知在0~10s内物体的加速度大小是 , 方向是 ,在10~40s内物体的加速度大小是 ,在40~60s内物体的加速度大小是 ,方向是 。
v/m.s-1
t/s
o
10 20 30 40 50 60
30 20 10
3m/s2
向东
0
1.5m/s2
向西
t/s
8
6
2
4
10
0
4
8
12
16
-4
v/m/s
a
b
c
结论:图线的倾斜程度反映加速度的大小
从速度-时间图象求加速度
某同学以一定速度去同学家送一本书,停留一会儿后,又以相同的速率沿原路返回家,图中哪个图线可以粗略地表示他的运动状态( )
B
甲、乙两物体相对于同一原点运动的X-t图,下列说法正确的是
A.在0-t2时间内甲和乙都做匀变速直线运动
B.甲、乙运动的出发点相距S1
C.乙比甲早出发t1时间
D.乙运动的速度大小大于甲运动的速度大小
BD
甲、乙两质点作直线运动的位移-时间图象,由图象可知( )
A.甲、乙两质点在1s末时相遇
B.甲、乙两质点在1s末时的速度大小相等
C.甲、乙两质点在第1s内反方向运动
D.在第1s内甲质点的速率比乙质点的速率要大
AC
X/m
t/s
10
20
30
1 2 3 4 5
0
A
B
C
D
(1)OA、AB、BC、CD各表示什么运动?
(2)哪个运动最快?第4秒内的位移为多大?
(3)第5秒的位移是多少?5秒内的位移?
甲乙两车同时由同一地点沿同一方向开始做直线运动,若以该时刻作为计时起点,得到两车的位移—时间图象,下列说法正确的( )
A.t1时刻乙车从后面追上甲车
B.t1时刻两车相距最远
C.t1时刻两车的速度刚好相等
D.0到t1时间内,乙车的平均速度小于甲车的平均速度
A第一章 第五节 速度变化快慢的描述 加速度
教学目标:
一、知识目标:
1、理解加速度的概念,知道加速度是表示速度变化快慢的物理量,知道它的定义、公式、符号和单位。
2、知道加速度是矢量,知道加速度的方向始终跟速度的改变量的方向一致,知道加速度跟速度改变量的区别。
3、知道什么是匀变速直线运动,能从匀变速直线运动的v—t图像中理解加速度的意义。
二、能力目标:
通过对速度、速度的变化量、速度的变化率三者的分析比较,提高学生的比较、分析问题的能力。
教学重点:
1、速度的变化量速度的变化率的含义。
2、加速度的概念及物理意义。
教学难点:
加速度的方向的理解、
【要解决的问题】
什么叫速度变化量?是矢量还是标量?如何求解速度变化量?
速度变化量与初速度v0有什么关系?两者如何共同决定运动是加速还是减速?
什么叫速度变化率?是矢量还是标量?物理意义如何?
速度,速度变化量,速度变化率三者关系如何?能否举实例说明?
为什么要引入加速度的概念?加速度的物理意义是什么?
加速度如何定义的?定义式是什么?单位如何?
如果一个加速运动的物体,其加速度是,这个表示的物理意义是什么呢?加速度是矢量还是标量?如是矢量那方向如何描述?
加速度就是增加的速度吗?加速度只能针对加速运动而言?对减速运动适合吗?在直线运动中如何用加速度描述加速或减速运动?
加速度与速度、速度变化量的关系如何?例如:速度大,速度变化量(Δv)一定大吗 速度变化一定快吗
10、平均加速度和瞬时加速度
11、什么叫匀变速直线运动?特点是什么?匀变速直线运动平均加速度和瞬时加速度的关系如何?
12、匀加速直线运动和匀减速直线运动的特点。
13、在匀变速直线运动的v—t图像中如何分析出加速度a的大小、方向。
【配用习题】
典型例题
例1、小木块以v0 =5m/s的初速度冲上光滑斜面,2s后速度大小变为1m/s,求木块在这段时间内的速度变化量。
例2、关于加速度的含义,下列说法正确的是:( )
A、加速度表示速度的增加 B、加速度表示速度变化
C、加速度表示速度变化快慢 D、加速度表示速度变化的大小
例3、下列说法正确的是:( )
A、加速度增大,速度一定增大
B、速度变化越大,加速度越大
C、物体有加速度,速度就增大
D、物体的速度很大,加速度可能为零
例4、如果一个加速运动的物体,其加速度是,那么( )
A、某末的速度比该初的速度是相差
B、某末的速度比该初的速度总是相差6倍
C、某初的速度与前末的速度相差
D、某末的速度比前初的速度总是相差
例5、以下关于加速度的说法中,正确的是:( )
A、加速度为0的物体一定处于静止状态
B、物体的加速度减小,其速度必随之减小
C、物体的加速度增加,其速度不一定增大
D、物体的加速度越大,其速度变化越快
例6、关于速度,速度改变量,加速度,正确的说法是:( )
A、物体运动的速度改变量很大,它的加速度一定很大
B、速度很大的物体,其加速度可以很小,可以为零
C、某时刻物体的速度为零,其加速度不可能为零
D、加速度很大时,运动物体的速度一定很大
例7、
(1)枪管内的子弹在某一时刻的速度是100 m/s,经过0.0015 s 速度增加到700 m/s。求子弹的加速度?
(2)足球以8m/s的速度飞来,运动员把它以12 m/s的速度反向踢出,若踢球时间为0.02s,飞来的方向为正方向,则足球在这段时间内的加速度是?
(3)某汽车做匀变速直线运动,10s内速度从5m/s增加到25m/s,求汽车在这段运动中的加速度大小和方向;如果遇到紧急情况刹车,2s内速度减为零,这个过程也是匀变速的,求这个过程中加速度的大小和方向。
例8.如图所示,为一个物体做匀变速直线运动的速度时间图象,试分析 的速度与加速度的变化特点。
课堂练习
1.下列说法中的“快”,哪些是指加速度较大?( )
A.从高速公路走,很快就能到 B.刘翔的起跑是比赛选手中最快的
C.运用ABS新技术,汽车很快就停下来 D.协和式客机能在20000米高空飞行的快
2.一个质点沿直线运动,初速度大小为2 m/s,末速度大小为4 m/s,则 ( ).
A.速度的改变量的大小可能是6 m/s
B.速度的改变量的大小可能是4 m/s
C.速度改变量的方向可能与初速度的方向相同
D.速度改变量的方向可能与初速度的方向相反
3.关于速度和加速度的关系,下列说法中正确的是( )
A.速度变化的越多,加速度就越大
B.速度变化的越快,加速度就越大
C.加速度方向保持不变,速度方向就保持不变
D.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小
4.一运动的物体的速度、速率、加速度的说法中正确的是 ( )
A.速度不变而速率变化 B.速度不变而加速度变化
C.速度变化而加速度不变 D.速度、速率、加速度都不为0,而且不变
5.质点在第1s末,第2s末,第3s末与第4s末的速度分别为0.8 m/s,1.6 m/s,3.2 m/s和6.4 m/s,那么,在这4s内质点做:( )
A.匀速运动 B.匀加速运动 C.变加速运动 D.不能确定
6.一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到为零,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,位移达到最大值
7.在如下v—t图像中回答下列问题:
(1)图线①②分别表示物体做什么运动?
(2)①中物体3s内速度改变量是多少?方向与速度方向是什么关系?
(3)②中物体5s内速度改变量是多少?方向与其速度方向有何关系?
(4)①②物体的运动加速度分别为多少?方向如何呢?
【教学方法】质疑、分析、讨论法
【教学过程】
(一)明确目标
(略)
(二)整体感知
速度是一个抽象的概念,加速度则是一个更为抽象的概念.加速度是力学中的重要概念,它是联系运动学和动力学的桥梁,它是用比值定义的物理量,教材从速度和加速度的定义出发,提出了物理量变化率的概念,正确理解变化率的含义,对学习和正确理解其它用比值定义的物理量具有非常积极的意义.
(三)问题解决完成过程
[演示]让小球分别在倾角较小的斜面和倾角较大的斜面上滚动.
[提问]小球两次各做什么运动 它们的不同之处在哪里
[得出]小球两次都是做匀加速直线运动,但后一次速度改变得快.那么怎样比较速度改变的快慢呢
1.速度的变化 △v
(1)表达式 △v = - (2)矢量性
(3)作图法寻找 △v
2.速度改变快慢的比较
运动物体 初始速度/m· 经过时间/s 末了速度/m·
A.自行车下坡B.汽车开动时C.某轮船出航D.火车开动时 3000 4440100 11121220
比较A和B:经过相等时间(4s),A的速度变化量(8m/s)小于B的速度变化量(12m/s),在时间相等的情况下速度变化量大的物体速度改变快,即汽车比自行车速度改变得快.
比较B和C:它的速度的变化量相等(12m/s),B经过的时间比C短,在速度变化量相等的情况下,运动时间短的物体速度改变快,即汽车比轮船速度改变快.
比较C和D:它们的速度变化量和所用的时间都不相同,要比较它们速度改变的快慢,只有计算它们的平均每秒钟速度的变化量,单位时间内速度变化多的物体速度变化快,得轮船速度变化(每秒钟改变0.3m/s)比火车速度变化(每秒钟改变0.2m/s)快.
因此,单位时间内速度变化量大的物体速度变化快.上述四物体,汽车速度变化最快,火车速度变化最慢.
3.加速度
(1)定义:加速度等于速度的改变量跟发生这一改变所用时间的比值.
定义式:a=
—开始时刻物体的速度
—经过一段时间t时的速度
(2)物理意义:加速度是表示速度改变快慢的物理量.
(3)单位:m/(或m·)还有km/h、cm/s等.
m/读为“米每二次方秒”
让同学动手计算上述表中四个物体的加速度
(4)方向
加速度定义公式中的-等于速度的改变量,通常用v表示,这样加速度的公式便可写成a=,时间t是标量,是没有方向的,因此加速a的方向跟速度改变量v的方向相同,对做直线运动的物体,加速度的方向与初速度的方向相同或相反,若取的方向为正方向,则a的方向可用正负号来表示.因此:
加速度的方向和速度改变量的方向相同
加速直线运动:加速度的方向和初速度的方向相同,为正值.
减速直线运动:加速度的方向和初速度的方向相反,为负值.
3.对加速度的进一步认识
(1)匀变速直线运动的特点
匀变速直线运动是指“在相等的时间内速度的改变量相等”,即速度改变的快慢是均匀的,也即加速度a是不变的.
匀变速直线运动加速度为恒量(大小和方向都不变)
(2)在v-t图像中,图像的斜率在数值上等于加速度.
匀变速直线运动的v-t图像是一条直线,直线的斜率的数值等于其加速度.
(3)加速度和速度的区别
加速度和速度是两个完全不同的物理量,加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度是描述位置变化快慢的物理量,它们之间没有必然的联系,速度大的物体,加速度不一定大,速度为零的物体加速度不一定为零;速度变化大的物体加速度也不一定大;但速度变化快的物体加速度一定大.
(4)加速度是速度对时间的变化率
速度是位置对时间的变化率,加速度是速度对时间的变化率,因此,也可以说加速度是位置对时间的变化率的变化率.
(四)总结、扩展
1.什么叫加速度 它的定义式、物理意义、单位各是什么
2.怎样正确理解加速度 加速度与速度间有什么关系
3.速度的改变量是否总是速度增加 怎样理解加速度的正负号.
4.根据v-t图像怎样求加速度
5.怎样根据加速度的大小和方向去判定物体的运动规律
【教学反思】
课后作业:
1.一个物体的加速度为零,则该物体一定是 ( )
A、静止不动 B、匀速直线运动
C、静止或匀速直线运动 D、做速度大小不变的运动
2.下列关于速度和加速度的叙述中,结论正确的是 ( )
A、物体的速度越大,它的加速度也一定越大
B、物体运动的加速度为零,它的速度也为零
C、物体运动的速度改变越大,它的加速度也一定越大
D、加速度的大小就是速度对时间的变化率的大小
3.若汽车的加速度方向与速度方向一致,当加速度减小时,则( )
A、汽车的速度也减小
B、汽车的速度仍在增大
C、当加速度减小到零时,汽车静止
D、当加速度减小到零时,汽车的速度达到最大
4.甲、乙为两个在同一直线沿规定的正方向运动的物体,a甲=, a乙=-,那么,对甲、乙两物体判断正确的是( )
A、甲的加速度大于乙的加速度
B、甲、乙两物体的运动方向一定相反
C、甲的加速度和速度方向一致,乙的加速度和速度方向相反
D、甲、乙的速度值都是越来越大的
5.一物体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s后其速度大小变为10m/s,在1内该物体的( )
A、速度变化的大小可能小于4m/s
B、 速度变化的大小可能大于10m/s
C 、加速度的大小可能小于4m/s2
D、 加速度的大小可能大于10m/s2
6.若物体做减速运动,下列说法正确的是( )
① 速度的变化量的方向取负值,其意义为速度的变化率减小;② 速度的变化量的方向取负值,其意义为速度的变化量的方向与初速度的方向相反;③ 加速度的方向取负值,表示加速度在逐渐减小;④ 加速度的方向取负值,表示加速度的方向与初速度的方向相反。
A. ①② B. ②④ C. ①③ D. ③④
7.如图所示,是A、B两个物体运动的速度图象,则下列说法中正确的是( )
A、物体A的运动是以10m/s的速度匀速运动
B、物体B的运动是先以5m/s的速度与A同向
C、物体 B在最初得s内位移是10m
D、物体 B在最初得s内路程是10m
8..如图所示是一个物体向东运动的速度图象。由图可知在0~10s内物体的加速度大小是 ,方向是 ;在10-40s内物体的加速度为 ,在40-60s内物体的加速度大小是 ,方向是
(7题图)
9.甲、乙两个物体在同一直线上做匀速直线运动的速度图象如图所示,由此可知
(1)甲和乙的初速度方向 ,大小之比是
(2)在t= s时刻两者的瞬时速度大小相等
(3)在前4s内甲运动的位移是 ,乙运动的位移是 。
10.如图2-13所示为某质点运动的v-t图像,请回答
图2-13
(1)质点在AB、BC、CD段各做什么运动
(2)AB、CD段的加速度各是多少
(3)质点在2s时的速度多大
t(s)
v(m/s)
20
O
10
2
4
-20
t(s)
v(m/s)
5
10
-5
O
A
B
t(s)
甲
乙
v(m/s)
2
3
O
1
1
2
3
4
5
6