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第一章 运动的描述
设计整理:汉寿一中 田伟
速度变化快慢的描述——加速度
课时4.2 从v-t图像看加速度
知识点:从v-t图像看加速度
图1和图2中分别描绘了物体A、B、C在一段时间内的v-t图像。
1.根据图1中物体A的v-t图像,运用数学知识比较A在△t1、△t2和△t3时间内的加速度。
2.根据图2中的v-t图像比较物体B、C的加速度。
3.如何从v-t图像直观地比较物体的加速度?
解答:v-t图像的倾斜度反映了物体的加速度,在同一个v-t图像中,直接比较图像的倾斜度就可以直观地比较物体的加速度。我们把"叫作v-t图像的斜率,即v-t图像的斜率表示加速度。
v-t图像的斜率表示 斜率越大,物体速度变化 ,加速度越大,斜率为负值,则加速度的方向为
加速度
越快
负方向
如图1所示,电梯已经成为城市中很普遍的生活工具,电梯的运行关系到我们每个人的生命安全,需要经常进行测试,排查隐患。图2是某次测试电梯上升过程中速度随时间变化的图像。
问题:(1)根据v-1图像,简述电梯的运动过程。
(2)能否依据v-1图像分别计算电梯在04s、4s~8s和8s~10s各段时间内的加速度?
AC
例1(多选)图1、图2分别是甲、乙两质点运动的v-t图像,下列说法正确的是( )。
A.质点甲的速度每1s都增加了5cm/s
B.质点甲的加速度越来越大
C.质点乙的速度一直在增加
D.质点乙的加速度一直在增加
解析:由图1可知质点甲的速度每1s都增加了5cm/s,A项正确:质点甲的v-t图像的斜率不变,则其加速度不变,B项错误:质点乙的速度一直在增加,C项正确:在相等的时间△t内,质点乙速度的增加量△v越来越小,即其加速度越来越小,D项错误。
当v-t图像是直线时,其斜率不变,加速度不变,当v-t图像是曲线时,各点切线的斜率等于加速度,如图所示
知识2:加速度在生活中的实际意义
1.在奥运会上,在观看短跑飞人百米赛跑后,有人说博尔特跑得真快”,也有人说“博尔特起跑真快”,这两种说法有什么区别么?
解答:博尔特跑得真快”是指其速度大,博尔特起跑真快”是指其起跑时加速度大。
2.我们说汽车加速性能好是指速度大还是加速度大?说磁悬浮列车跑得快是指加速度大还是速度大?
3.查阅相关资料,比较战斗机与民航客机起飞时的加速度,是不是说加速度越大,飞机性能就越好?
解答:战斗机要求是尽快进入战斗状态飞行员也经过了专门的训川练,所以加速度都比较大,而民航客机主要是要考虑舒适性,加速度一般比较小
解答:汽车加速性能好是指加速度大,说磁悬浮列车跑得快是指速度大。
(1)400 m/s2,方向为球被踢出的方向
(2)-250 m/s2,方向为球被踢出的反方向
例2:足球运动员在罚点球时,用脚踢球使球获得40/s的速度并做匀速直线运动;设脚与球作用时间为0.1s,球又在空中飞行1s后被守门员挡住,守门员双手与球接触时间为0.2s,且球被挡出后以大小为10m/s的速度沿原路弹回,求:
(1)罚球瞬间,球的加速度。
(2)守门员接球瞬间,球的加速度。
解析设球被踢出的方向为正方向
(1)罚点球时的速度由v0=0变到v1=40m/s,用时t1=0.1s, 罚点球时球的加速度a1=400m/s2,方向为球被踢出的方向。
(2)接球时速度由v1=40m/s变到v2=-10m/s,用时t2=0.2s,则接球时球的加速度a=-250m/s2,方向为球被踢出的反方向。
课堂思与学
B
1.一物体做直线运动的v-t图像如图所示,则在0~1和1~2时间内( )
A.速度方向相同,加速度方向相同
B.速度方向相同,加速度方向相反
C速度方向相反,加速度方向相同
D速度方向相反,加速度方向相反
BD
2. (多选)甲、乙两个物体在同一直线上运动,它们的v-t图像如图所示,则在t1时刻( )。
A.甲、乙运动的速度大小相等,方向相反
B.甲、乙运动的速度大小相等,方向相同
C.甲、乙运动的加速度大小不等,方向相同
D.甲、乙运动的加速度大小不等,方向相反
解析:根据v-t图像,在1时刻,甲、乙速度的大小、方向相同,A项错误,B项正确:甲图线比乙图线的倾斜度小,所以甲的加速度较小,甲图线斜率为正,乙图线的斜率为负,加速度方向相反,C项错误,D项正确。
3.如图所示,一辆汽车正在平直公路上行驶,下列说法正确的是( )
A.若汽车加速度为负值,则汽车减速
B.汽车加速度减小,汽车可能加速
C.当汽车加速度减小到零时,汽车静止
D.当汽车加速度减小到零时,汽车的速度不可能最大
B
解析
加速度的方向与速度方向相反时才是减速,仅仅加速度为负值,而不知道速度方向,是不能确定汽车速度是增加还是减小的,A项错误:汽车加速度减小,表示速度变化减慢,但只要速度与加速度同方向,速度就会增加,B项正确:加速度为零,表示速度不变,可能速度为零,也可能速度很大,C、D两项错误。
4.2020年2月16日在阿塞拜疆首都巴库举行的蹦床世界杯比赛中,我国选手朱雪莹勇夺冠军。她在比赛中从高处自由落下以大小为6/s的速度着网,与网作用后沿着竖直方向以大小为10m/s的速度弹回。已知朱雪莹与网接触的时间t=1s,那么朱雪莹在与网接触的这段时间内的平均加速度大小是( )
A.5 m/s2
B.16m/s2
C.14m/s2
D.4 m/s2
解析
设向上为正方向,根据加速度的定义可得a=16m/s2,B项正确。
B
知识结构