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速度变化快慢的描述—加速度
一辆小汽车在10s内,速度从0达到100km/h
,一列火车在300s内速度也从0达到100km/h。 虽然汽车和火车速度都从0达到100km/h,但是 它们的运动情况显然不同。你觉得用“速度大 ”或“速度变化大”能描述这种不同吗?如果 不能,应该怎样描述呢?
新课导入
速度的变化量△v
01
1 、速度的变化量
Δx
1 、速度的变化量 Δv
Δx
v1
v2
A
B
⑴定义: 末速度减去初速度
⑵定义式 :Δv = v2-v1
v2
A
2 、求速度变化量Δv的方法
① 加速直线运动
v1
②减速直线运动
⑴图示法
Δv B
v1
v2
A
B
Δv
v2
A B
Δv
v1
利用图示法求速度变化量时,可以平移v1也可 以平移v2,使两个速度的起点重合。速度变化 量就是从初速度的末端指向末速度的末端。
定义式:Δv = v2-v1
可变形为: v2= v1 + Δv
末速度=初速度+速度的变化量
⑵同一直线上的矢量运算转化为代数运算
v1大小4m/s
v2 大小10m/s
A
B
规定初速度方向为正方向:
v1=4m/s
v2 =10m/s
因为:Δv = v2-v1
Δv =10-4=6(m/s )
速度变化量大小为6m/s,方 向与初速度方向相同。
v1大小10m/s
v2 大小4m/s
A
B
v1=10m/s
v2 =4m/s
规定初速度方向为正方向:
加速
减速
因为:Δv = v2-v1
Δv =4-10=-6(m/s
)
速度变化量大小为6m/s,方
向与初速度方向相反。
加速:速度变化量 与初速度同向; 减速:速度变化量 与初速度反向。
小 结:
1、△v 也有方向,但与v0、v的方向无直接关系;
2、符号的含义:
正号表示△v 的方向与规定速度的正方向相同;负 号表示△v 的方向与规定速度的正方向相反。
△v 的正负与初末速度的方向有什么关系?
想一想
在直线运动中,以初速度方向为正,表达式: △v = v-v0
1、若v > v0,则△v > 0, 物体做 加速 运动;
2、若v < v0,则△v < 0, 物体做 减速 运动。
【例题】如图所示,小球碰墙后反弹,小球速度变化了吗?变化量是多少?
v1:10m/s
v2:10m/s
解析:法一:同一直线上的矢量运算转化为代数运算
⑴规定初速度方向为正方向:
v1=10m/s,v2=-10m/s
因为:Δv = v2-v1
Δv =-10-10=-20(m/s )
小球速度变化量是-20m/s 。即大小 为20m/s,方向与初速度方向相反。
⑵规定末速度方向为正方向:
v1=-10m/s,v2=10m/s
因为:Δv = v2-v1
Δv =10-(-10)=20(m/s ) 小球速度变化量是20m/s 。即大小为
20m/s,方向与末速度方向相反。
10m/s
10m/s
法二:图示法
Δv
比较下列物体速度变化的快慢
方法(一)在时间 相同的情况下,比 较速度变化的大小
方法(二)在速度 变化相同的情况下, 比较时间的大小
在速度变化、时间 都不相同的情况下, 如何比较?
运动的物体 初速度 (v0/m.s-1) 时间间隔 (Δt/s) 末速度 (v/m.s- 1) 速度的变化 (Δv/m.s-
1) 30
A.捕捉羚羊的猎豹 1 4 31 25
B.逃避猎豹追捕的羚羊 1 4 26
C.起步的赛车 0 6 25 25
D.飞机加速起飞过程中 0 30 84 84
类比
位置变化的快慢
速度变化的快慢
N =
加速度(acceleration)
02
1、定义:加速度等于速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值.
初速度
定义式:
末速度
速度发生改变所用时间
2、国际单位:米/秒2 (m/s2或m.s-2);读为“米每二次方秒”
3、物理意义:加速度是表示速度变化快慢的物理量.
4、矢量性:加速度是矢量,有大小,又有方向。加速度方向与速度变化量Δv的方 向相同。
加速度的方向
03
1、加速度的方向与速度变化量△v 的方向相同
△v
v0
v
a
v0
v
△v
a
若规定v0方向为正方向( v0> 0),加速:a>0;
减速:a<0
物体作直线运动:
加速度与初速度方向相同时,物体做加速运动。 加速度与初速度方向相反时,物体做减速运动。
①加速直线运动
②减速直线运动
2、判断物体做加速还是减速直线运动
甲
v1
v2
A
B
Δv
a
v1
v2
A
B
Δv
a
乙
★★★判断物体做加速还是减速直线运动,只需看加速度与初速度的方向 是否相同(不管加速度的大小),同向加速、反向减速。
瞬时速度
瞬时加速度
运动过程中,加速度保持不变的运动叫匀变速直线运动。
取很小很小的值
取很小很小的值
3、加速度也有平均加速度和瞬时加速度之分
★★★特别提示:加速度的正、负不表示大小,只表示方向.不能根据矢量的正、 负值直接比较大小.不能单从加速度的正、负来判断物体是做加速还是减速运动. 必须与初速度相结合一起考虑.
运动
曲线运动
(a与v0不共线)
直线运动
(a与v0共线)
加速度增大的加速直线运动
加速度减小的加速直线运动
加速度增大的减速直线运动
加速度减小的减速直线运动
★★判断物体速度变化的快慢,只看加速度的大小。加速度大小是物体速度的 变化率,只要物体的加速度大,其速度变化一定快;只要物体的加速度小,其 速度变化一定慢.
【判一判】
A. 速度越大,加速度越大
( × )
B. 速度变化越大,加速度越大 ( × )
C. 速度变化越快,加速度越大 ( )
D. 速度越大,而加速度可能越小 ( )
E. 速度越小,而加速度可能越大 ( )
√
√
√
结论:加速度与速度、速度变化量没有必然联系。
一辆小汽车在10s内,速度从0达到100km/h
,一列火车在300s内速度也从0达到100km/h。 虽然汽车和火车速度都从0达到100km/h,但是 它们的运动情况显然不同。你觉得用“速度大 ”或“速度变化大”能描述这种不同吗?如果 不能,应该怎样描述呢?
议一议
速度的变化快慢
100km/h(约28m/s)
20 s
速度0
100km/h(约28m/s)
300 s
速度0
速度平均1s 增加为:
速度平均1s增加为:
结论:小汽车的速度“增加”得比较快!
对轿车:
对火车:
“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。
“速度大”,是指位置变化快 ,运动快。
“速度变化大”,是指末速度与初速度的差值大。
“速度变化得快” ,是指单位时间内速度变化大,即加速度大。
三者之间没什么必然联系!
没有必然联系
速度、速度的变化量、加速度的比较
速度v 速度的变化量Δv 加速度a
表达式 Δv=v2-v1
单位 m/s m/s m/s2
方向 与Δx的方向相同 Δv的方向可由初、末速度的矢量 差确定 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
辨析 a的大小可由Δv和Δt的比值求得,与v、Δv没有必然联系: ①v很大,a不一定大,如飞机匀速飞行(Δv=0) ②Δv很大,a也不一定大,如高速列车启动(Δt很大) ③v=0,a不一定为零,如枪膛里刚发射的子弹
【例题】小型轿车从静止开始加速到100km/h,所用的最短时间,是反应汽车性能 的重要参数。A、B、C三种型号的轿车实测的结果分别为11.3s、13.2s、15.5s。分 别计算它们在测试时的加速度有多大。
解: 初速度v0=0
Δv= v - vo
=27.78m/s-0
=27.78m/s
=2.46m/s2
同理:
aB=2.11m/s2
计算发现A车的性能最好。
aC=1.79m/s2
【例题】一辆汽车正以15m/s的速度做直线运动,因发生紧急情况刹车后经3s停止, 求汽车刹车的加速度。
解析: 规定初速度方向为正方向。
=-5m/s2
汽车刹车的加速度大小为3m/s2,方向与初速度方向相反(向后)。
【例题】如图所示,小球碰墙后反弹,碰撞时间为0.01s,求小球的加速度。
v1:10m/s
v2:10m/s
解析:规定初速度方向为正方向:
v1=10m/s,v2=-10m/s
因为:Δv = v2-v1
Δv =-10-10=-20(m/s )
小球的加速度大小为2000 m/s2 ,方向与初速度方向相反(向左)。
1、在运算中必须规定正方向,通常以初速度方向为正方向。则与正方 向同向的物理量取为正,与正方向相反的物理量取为负。
2、速度变化量Δv=v-v0的运算一定是末速v减去初速v0。
(结果该正则正、该负则负)
3、要注意分析加速度的方向及计算结果中的正、负符号的物理意义。
对运动的物体而言,可以问“它运动了多远”,这是路程或位移的概念;也 可以问“它运动得多快”,这是速度的概念。然而,在生活用语中,却没有与加 速度对应的词语。
日常生活中一般只有笼统的“快”和“慢”,这里有时指的是速度,有时模
模糊糊地指的是加速度。你能分别举出这样的例子吗
如:“跑的快”、“起步快”、“加速快”,都用快来描述,它们的意思是 不相同的。
“跑得快”指速度大;“起步快”、“加速快”都是指速度变化快,也就是
加速度大。在生活中,我们要会用物理学的视角来审视周围的世界,用物理学 的语言来描述观察到的物理现象。
从v-t图像看加速度
04
从图中可以看出,小三角形的一条直角边代表时 间间隔△t,另一条直角边代表速度的变化量△ v,△v
与△t的比为加速度,其比值为该直线的斜率。
即:v-t图像的斜率表示加速度
因此,由v-t图像中图线的倾斜程度可以判断加速度的大小。物体A的加速 度比物体B的大。
生活中做变速运动的物体很多,它们加速度的大小也各不相同,有
时差异还很大。下表为一些运动物体的加速度。
变化率
⒈ 定义:
自然界中某量 D 的变化可以记为ΔD,发生这个变化所用的时间间隔可以记 为Δt ;当Δt 极小时,变化量 ΔD 与Δt 之比就是这个量对时间的变化率,简称变
化率。
⒉ 物理意义:
描述某量D的变化快慢,不表示某量D的变化量△D的大小。
快慢
速度
变化
加速度
速度
快慢
位置
变化
v =
△——x
△t
位置
速度
变化的快慢
变化的快慢
加速度
△ v
a = —△—t
速度描述物体位置变化的快慢,即位移的变化率;
加速度描述速度变化的快慢,即速度的变化率。
物体的速度大,加速度不一定大。
物体的速度很小,加速度不一定很小。
物体的速度为零,加速度不一定为零。
物体的速度变化大,加速度不一定大。
负加速度不一定小于正加速度。
加速度为负,物体不一定做减速运动。
加速度不断减小,物体的速度不一定减小。
加速度不断增大,物体的速度不一定增大。
物体速度大小不变,加速度不一定为零。
加速度方向不一定与速度方向在同一直线上。
警示:加速度的十个不一定
)
1、关于加速度,下列说法中正确的是( A.加速度是增加的速度
B、加速度反映了速度变化的快慢 C.速度变化越大,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 E、加速度很大,速度一定很大
F、加速度为零时,速度必然为零 G、加速度减小,速度必然减小
H、速度变化越来越快,加速度一定越来越大 I、加速度越来越小,速度可能越来越大
J、加速度为正值,表示速度的大小一定越来越大 K、速度方向为正,加速度方向一定为正
BDHI
当堂训练
典例分析
05
1.下列关于加速度的描述中,正确的是( AD ) A.加速度就是单位时间里速度的变化 B.当加速度与速度方向相同且又减小时,物体做减速运动 C.加速度的方向与速度变化的方向可以相同也可以相反 D.速度变化越来越快,加速度越来越大
A.2 m/s2,向下
C.10 m/s2,向下
B.8 m/s2,向上
D.18 m/s2,向上
2.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, 一位运动员从高处自由落下,以大小为8m/s的竖直速度着网,与网作用后,沿着竖 直方向以大小为10m/s的速度弹回,已知运动员与网接触的时间 t=1.0s,那么运动员 在与网接触的这段时间内加速度的大小和方向分别为( D)
A.甲运动得比较快 C.乙做匀加速直线运动
B.甲的速度变化比较快 D.乙做匀减速直线运动
3.甲、乙两物体在同一直线上做匀变速运动,某时刻甲的速度为2m/s,加速度为
1m/s2,乙的速度为-3m/s2,加速度为-2m/s2,则该时刻( C )
4.甲、乙两个物体沿同一直线向同一方向运动时,取物体的初速度方向为正,甲的加
速度恒为2 m/s2,乙的加速度恒为-3 m/s2,则下列说法中正确的是( A.两物体都做加速直线运动,乙的速度变化快
B. 每 经 过 1 s, 甲 的 速 度 增 加 2 m/s C.乙做减速直线运动,它的速度变化率大 D.甲的加速度比乙的加速度大
B)C
5、某飞机的起飞速度是50m/s,由于其地面平直跑道的限制,要求飞机在8s内离 开跑道,求飞机起飞时的平均加速度。
解:
故飞机起飞的平均加速度大小为6.25m/s2,方向与运动方向相同。
6、一辆汽车正以15m/s的速度做直线运动,因发生紧急情况刹车后经5s停止,求 汽车刹车的加速度。
规定初速度方向为正方向。有:
故汽车刹车的加速度大小为3m/s2,方向与初速度方向相反。
假定一个量的方向为正方向,所有与之同向的 物理量记为正值,反向的记为负值。
(常定初速度方向为正方向)
结果为负值,说明方向与规定的正方向相反。
解:
7、足球以8m/s的速度飞来,运动员把它以12m/s的速度反向踢回,踢球时间为0.2s
,求足球在这段时间内的加速度。
解:规定初速度方向为正方向。有:
故足球的加速度大小为100m/s2,方向飞来的方向相反。