《运动的描述》
“加速度”章节考点归纳&典例示范
一、加速度
1.定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。
2.公式:a=。
3.物理意义:表示速度变化快慢的物理量。
4.单位:在国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号是m/s2或m·s-2。
5.矢量性:加速度是矢量,它既有大小,也有方向。
6.对加速度的认识
(1)加速度是速度变化量与所用时间的比值,加速度越大,速度变化越快。但不一定是加速,也可能是减速。
(2)加速度与速度大小没有必然联系,速度为零时可能有加速度,速度很大时也可能没有加速度。
(3)速度变化时才有加速度,但不是速度变化大加速度就大,且速度变时加速度不一定变。
(4)注意加速度公式的几种写法:a=,a=,a=,其本质都是速度的变化量与对应时间的比值。v表示物体在t时刻的速度(有时又叫末速度),v0表示物体的初速度。
7.利用a=求解加速度的三种情形
8.v、Δv、意义的比较
v描述物体运动的快慢;Δv描述物体速度的变化量;描述物体速度变化的快慢(也叫速度对时间的变化率)。
【解题技巧】
求解加速度的方法:
(1)规定速度的正方向,一般规定初速度v0方向为正方向。
(2)判断v的方向与正方向的关系,v的方向与正方向相同,v取正值;v的方向与正方向相反,v取负值,最后由矢量式Δv=v-v0得到速度的变化量。
(3)找出发生Δv所需时间Δt。
(4)由a=计算加速度,并对a的方向加以说明。a为正值,说明a的方向与规定的正方向相同;a为负值,说明a的方向与规定的正方向相反。
【思考】
我国的新型战斗机歼-20飞得很快;小轿车比公交车起步快。以上两句话中的“快”的含义各是什么?
提示:第一个“快”指飞机的速度大,运动得较快;第二个“快”指起步时小轿车比公交车的速度增加得快,即小轿车的加速度比公交车的加速度大。
【典例示范】
(多选)如图所示,物体以5 m/s的初速度沿光滑的斜面向上做减速运动,经过2 s速度大小变为3 m/s,则物体的平均加速度可能是( )
A.大小为1 m/s2,方向沿斜面向上
B.大小为1 m/s2,方向沿斜面向下
C.大小为4 m/s2,方向沿斜面向下
D.大小为4 m/s2,方向沿斜面向上
[答案] BC
蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个运动员从高处自由落下,以大小为8 m/s的竖直速度着网,与网作用后,沿着竖直方向以大小为10 m/s的速度弹回,已知运动员与网接触的时间Δt=1.0 s,那么运动员在与网接触的这段时间内平均加速度的大小是( )
A.2.0 m/s2 B.8.0 m/s2
C.10.0 m/s2 D.18 m/s2
[答案] D
二、加速度的方向
1.加速度的方向:加速度a的方向与速度的变化量Δv的方向相同。
2.加速度方向与初速度方向的关系:在直线运动中,如果速度增加,即加速运动,加速度的方向与初速度的方向相同;如果速度减小,即减速运动,加速度的方向与初速度的方向相反。
3.对加速度大小和方向的进一步理解
(1)物体做加速运动还是减速运动,看物体的加速度与速度的方向关系,跟加速度的大小无关。速度变化的快慢跟加速度的方向无关,看加速度的大小。具体如下图:
(2)加速和减速情况的另一种表述
4.速度v、速度变化量Δv和加速度a的比较
【解题技巧】
1物体存在加速度,表明物体在做变速运动,但不一定做加速运动。
2物体做加速运动还是做减速运动,不能根据加速度的正、负来判断,要根据加速度与速度方向的关系来判断。
【典例示范】
(多选)有关加速度方向的理解,下列说法中正确的是( )
A.由a=知,a的方向与Δv的方向相同
B.a的方向与初速度v0的方向相同
C.只要a>0,物体就做加速运动
D.a的方向与初速度的方向相同,则物体做加速运动
[答案] AD
一质点自原点开始在x轴上运动,初速度v0>0,加速度a>0,当a值不断减小直至为零时,质点的( )
A.速度不断减小,位移不断减小
B.速度不断减小,位移继续增大
C.速度不断增大,当a=0时,速度达到最大,位移不断增大
D.速度不断减小,当a=0时,位移达到最大值
[答案] C
三、从v t图像看加速度
1.v t图像反映了物体的速度随时间的变化规律。
2.v t图像斜率的物理意义
根据v t图像的物理意义,图线的斜率在数值上等于物体运动的加速度。在v t图像上取两点E(t1,v1)、F(t2,v2),根据a=可确定加速度。斜率的正负表示加速度的方向,斜率为正时,a>0,表示加速度方向与正方向相同;斜率为负时,a<0,表示加速度方向与正方向相反。
【特别注意】
切线的斜率应该由坐标系的标度求出,不能由切线倾角的正切求出。
3.通过v t图像认识加速度
(1)如果速度均匀增大或减小,说明加速度不变,v t图像是一条倾斜的直线。如图中甲表示的加速度a1=2 m/s2,方向与初速度方向相同,物体速度均匀增大;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,物体速度均匀减小。
(2)如果速度不是均匀变化的,则物体的加速度在变化,v t图像是一条曲线,曲线上某点的切线的斜率表示该点对应时刻的瞬时加速度。如图所示,物体在做加速运动,但加速度在逐渐减小。
4.平行于时间轴的直线加速度为零
甲、乙图线平行于时间轴,斜率为零,即为零,加速度为零,即甲、乙图像都表示物体做匀速直线运动,速度不变。甲的速度为正,表示甲的速度与选定的正方向相同;乙的速度为负,表示乙的速度与选定的正方向相反。注意甲、乙不在同一个坐标系中,并不能说明两个物体运动方向相反。
【解题技巧】
1v t图像的斜率表示加速度。加速度是否变化看有无折点,在折点位置,图线的斜率改变,表示此时刻物体的加速度改变。v t图像为曲线,可认为曲线上处处是折点,表示加速度时刻在改变。
2图像穿过时间轴表示运动方向发生了变化。速度的正负决定了某段时间位移的正负。
【思考】
在v t图像上有一条在t轴下方平行于t轴的直线,表示物体做怎样的运动?加速度多大?
提示:在t轴下方平行于t轴的直线表示物体做匀速直线运动,方向与规定的正方向相反,其加速度为零。
【典例示范】
判断正误
(1)加速度的大小反映了速度变化的快慢。( )
(2)速度变化越大,加速度越大。( )
(3)加速度是矢量,加速度的方向与速度方向相同。( )
(4)当加速度与速度方向相同但加速度在减小时,物体做加速运动。( )
(5)物体A的加速度为aA=2 m/s2,则物体做加速运动。( )
(6)物体A的加速度为aA=2 m/s2,B的加速度为aB=-3 m/s2,则A的加速度小于B的加速度。( )
(7)在同一v t图像中,图像倾角越大,对应物体的加速度越大。( )
[答案]
(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)√
2. 如图为一质点从t=0时刻出发沿直线运动的v t图像,则下列说法正确的是( )
A.质点在t=T时改变运动方向
B.T~2T时间内的加速度保持不变
C.0~T与T~2T时间内的加速度大小之比为1∶2
D.t=2T时质点的速度为2v
[答案] B
3.(多选)甲、乙两物体在同一直线上运动,它们的v t图像如图,由图可知( )
A.在t1时刻,甲和乙的速度相同
B.在t1时刻,甲和乙的速度大小相等,方向相反
C.在t2时刻,甲和乙的加速度方向相反
D.在t2时刻,甲和乙的速度方向相同,加速度方向也相同
[答案] AC