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第一章 运动的描述
第4课时 速度变化快慢的描述——加速度
学习目标 重点难点
1.理解加速度的概念,知道其定义、物理意义、单位及符号.
2.能利用加速度的公式进行定量计算.
3.知道加速度是矢量以及其方向的判定.知道速度、速度变化量与加速度的区别.
4.了解匀变速直线运动的v t图像,能从v t图像了解加速度的意义. 对加速度概念的理解既是本节的重点又是本节的难点.
阅读教材“讨论交流”部分,并完成以下问题.
1.观察教材图1 4 1至1 4 4.
(1)万吨货轮起航和火箭发射时,谁的速度变化大?谁的速度增大得快?
提示:火箭的速度变化大,火箭的速度增加得快.
一、加速度
(2)蜻蜓和汽车,谁的速度变化大?谁的速度减小得快?
提示:蜻蜓和汽车速度变化一样大,蜻蜓的速度减少得快.
(3)怎样比较不同物体速度变化的快慢?
提示:比较物体速度变化与发生这些变化所用时间的比值,这个比值越大说明速度变化越快.
2.加速度
(1)概念:速度的_______与发生这一变化所用_______的比值.
(2)表达式:a=__________.
(3)单位:在国际单位制中,加速度的单位是__________,符号是________或__________.
(4)标矢性:________,有大小,也有方向.
(5)物理意义:描述速度变化________的物理量.
变化
时间
米每二次方秒
m/s2
m·s- 2
矢量
快慢
3.加速度的方向
(1)速度变化量Δv:运动物体的末速度与初速度的差,Δv=__________.
(2)加速度的方向:总是与速度变化量Δv的方向______ .
(3)a与v的方向关系:在直线运动中,如果速度增加,a与v的方向_______;如果速度减小,a与v的方向________.
(4)加速度保持不变的运动叫匀变速运动.
v-v0
相同
相同
相反
问题一:“速度(v)大”“速度变化(Δv)大”和“速度变化得快”的意义相同吗?物体的速度很大,加速度一定很大吗?物体的速度变化大,加速度一定大吗?物体的速度变化快,加速度一定大吗?
提示:①“速度(v)大”“速度变化(Δv)大”和“速度变化得快”的意义不同.
②速度v大表示物体运动得快,加速度a不一定大,如飞机匀速飞行时的速度很大,a却等于零;v小,a也不一定小,如射击时火药爆炸瞬间,子弹的速度v可以看作零,这时加速度a却很大.
问题二:阅读教材“讨论交流”:理解速度变化率的含义?
问题三:如图所示是两个物体运动的v t图像.
(1)物体a、b分别做什么运动?物体a和b谁的加速度更大?
提示:a、b均做匀加速运动.a的加速度大.
(2)图像上E、F两点的纵坐标的变化量与横坐标的变化量的比值有什么含义?
提示:表示加速度的大小
[归纳总结] (1)v t图像反映了物体的速度随时间的变化规律.
(2)在v t图像中,从图线的倾斜程度就能判断加速度大小,图线的斜率越大,加速度越大.
关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是( )
A.速度很大,加速度可能是零
B.加速度的方向与速度的方向永远都保持一致
C.速度很小,加速度一定很小
D.速度变化越大,加速度就一定越大
[解题探究]
(1)加速度与速度有直接关系吗?
提示:没有.只有在速度发生变化时才产生加速度,且加速度反映的是速度变化的快慢.
(2)加速度的方向就是速度的方向吗?
提示:不一定.加速度的方向与速度变化量的方向相同.
解析:物体做匀速直线运动时,即使速度很大,加速度也为零,选项A正确;加速度的方向与速度的方向无直接联系,选项B错误;速度小,如果速度变化得快,加速度也可以很大,选项C错误;速度变化大,若所用时间很长,加速度也可以很小,选项D错误.
答案:A
①做直线运动的火车,在40 s内速度由10 m/s增加到20 m/s.
②汽车紧急刹车时,在2 s内速度从10 m/s减小到0.
试结合上述两种情景,讨论下列问题:
(1)在①中,试求火车在40 s内速度的改变量大小和方向?火车的加速度大小和方向?
(2)在②中,试求汽车在2 s内速度的改变量大小和方向?汽车的加速度大小和方向?
(3)试通过①和②总结出加速度的方向与速度改变量的方向有什么关系?
(4)若物体的加速度逐渐减小,速度一定减小吗?若物体的加速度逐渐增大,速度一定增大吗?
(3)加速度的方向与速度改变量的方向相同.
(4)不一定.若加速度a与初速度v0同向,则物体做加速直线运动,这时若a逐渐减小,只是说明v增加得慢了;若加速度a与初速度v0反向,则物体做减速直线运动,这时若a逐渐增大,只是说明v减小得快了.
答案:见解析
一、加速度与速度、速度变化量的比较
速度v 速度变化量Δv 加速度a
方向 为物体运动的方向,与a的方向不一定相同 由初、末速度决定,与a的方向相同,与v的方向不一定相同 与Δv的方向相同,与v的方向不一定相同
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
大小
关系 三个物理量的大小没有必然联系,其中一个物理量较大时,其余两个物理量不一定较大
二、加速度对物体运动情况的影响
1.加速度的大小决定了物体速度变化的快慢
(1)加速度大:速度增加或减小得快.
(2)加速度小:速度增加或减小得慢.
2.加速度的方向决定了物体的运动性质
(1)加速度方向与速度方向相同时,物体做加速直线运动.两种情况如图:
(2)加速度方向与速度方向相反时,物体做减速直线运动.两种情况如图:
2.斜率的正负表示加速度的方向
斜率为正,表示加速度的方向与初速度方向相同;斜率为负,表示加速度的方向与初速度方向相反.
3.由v t图像判断速度的变化
通过v t图像可直观判断速度与加速度的正、负无关.
如图所示,在整个运动时间内物体的加速度a>0.
(1)在0~t0时间内,v<0,a>0,物体做减速运动.
(2)在t>t0时间内,v>0,a>0,物体做加速运动.
活页作业(四)
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