第一章第5节速度变化快慢的描述——加速度课时学案

第5节 速度变化快慢的描述——加速度
1.知道加速度的物理意义。
2.掌握其定义、公式和单位。
3.知道加速度的方向与速度变化量的方向一致。
4.区别加速度、速度、速度的变化量。
一、加速度
1.定义：加速度是 与发生这一变化所用时间的 。表达式为 QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) = 。
2.单位：在国际单位制中，加速度的单位是 ，符号是 或 。
3.物理意义：为描述物体运动速度 而引入的物理量。
二、加速度的方向与速度的方向之间的关系
1.加速度的方向：总是与 的方向相同，其中Δ。
2.与的方向关系：在直线运动中，如果速度增加，与的方向 ，如果速度减小，与的方向 。
三、从图像看加速
图像反映了物体的 随 变化的规律，通过图像我们还可以知道物体的 。
1.(单选)下列关于质点运动的速度和加速度的说法中不可能的是( )
A.速度变化很大，加速度很小
B.速度变化很快，加速度很小
C.速度向东，加速度向西
D.速度向东，加速度向北
2.(多选)关于物体的加速度，下列说法中正确的是( )
A.加速度就是增加的速度
B.加速度表示速度变化的快慢
C.加速度为正值时，物体的速度大小随时间增加而增大，物体做加速运动
D.加速度就是速度的变化量和引起这一变化所用时间之比
3.(单选)物体的加速度为3 ，物体的加速度为-5 ，下列说法中，正确的是( )
A.物体的加速度比物体的加速度大
B.物体的速度变化比物体的速度变化快
C.物体的速度一定在增大
D.物体的速度一定在减小
4.(单选)图1-5-1为一物体做直线运动的图像，则在和时间内( )
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
一、加速度
回忆：物体位置的变化用 表示。物体位置变化的快慢(速度)用 与 的比值表示，即物体的速度 QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) = 。
在直线运动中，物体从点运动到点，如图1-5-2所示，则物体从点运动到点时物体运动位置的变化(位移)大小为Δ= = m m= m，方向由 指向 。
物体运动的速度= m/s，方向由 指向 。
图1-5-2
1.如果物体做直线运动，在10 s内，物体的速度从2 m/s增加到7 m/s，物体速度的变化量为多少？怎样描述物体速度变化的快慢？
用Δ表示物体的速度变化量，则Δ= = m/s m/s= m/s。
类比速度的定义，物体速度变化的快慢用物体 与发生这一变化 的比值，即速度的变化率来描述。即= 。
2.飞机起飞时的速度约300 km/h， ( http: / / www.21cnjy.com )速度发生这一变化(0~300 km/h)用时约30 s;炮弹射击时，炮弹在炮筒中的速度在0.005 s内就可以由0增加到250 m/s。比较飞机起飞、炮弹发射的过程，哪一个物体速度变化快？
飞机起飞的速度300 km/h约为 m/s，飞机起飞时速度的变化率= 。炮弹发射时速度的变化率= 。所以 的速度变化快。
总结：速度变化的快慢可用速度的变化率表示，即用表示速度变化的快慢，在物理学中描述速度变化快慢的物理量叫加速度。
(1)加速度的定义：加速度等于 与发生这一变化所用 的比值。
(2)定义式： QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) = 。
(3)物理意义：加速度描述的是 变化快慢的物理量.加速度越大，物体的速度改变得越 。
(4)单位：在国际单位制中，加速度的单位是 ，符号 。
(5)加速度有大小，有方向。是 (选填“矢”或“标”)量。
二、加速度方向与速度方向的关系
本章只研究直线运动，我们用Δ表示位移，则正、负号表示位移的方向，因此速度的方向也可用正、负号表示。
速度的变化量是Δ，速度是矢量，因此Δ也是矢量，其方向如何？
(1)类比：在=中与Δ的方向 ，通过类比可知与Δ的方向 ，即 QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) =说明与Δ的方向 ，所以确定了速度变化量Δ的方向，也就确定了加速度的方向。
(2)如图1-5-3所示，汽车加速的情况下Δ的方向与汽车的前进方向 ;汽车减速的情况下Δ的方向与汽车的前进方向 。
甲 汽车加速 乙 汽车减速
图1-5-3
总结：①加速度是矢量，它的方向与 的方向相同。
②在直线运动中，如果速度增加，加速度方向与 方向相同;如果速度减小，加速度方向与 方向相反。
总之，加速度方向与速度的变化量Δ的方向相同，与速度方向无关。
例1 (单选)关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是( )
A.速度变化得越多，加速度就越大
B.速度变化得越快，加速度就越大
C.加速度方向保持不变，速度方向也保持不变
D.加速度大小不断变小，速度大小也不断变小
总结：关于速度与加速度的以下说法都是错误的，请认真体会。
①速度越大，加速度越大;速度为零时没有加速度。
②速度变化越大，加速度越大。
③速度大小不变就没有加速度。
④加速度与速度总是按同样规律变化。
例2 (单选)足球以8 m/s的速度飞来 ( http: / / www.21cnjy.com )，运动员把它以12 m/s的速度反向踢出，踢球时间为0.2 s，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( )
A.-20 B.2 C.-100 D.1
总结：①计算Δ时要先规定正方向，一般选取加速度方向为正方向，若已知量的方向与正方向相同，则取正，相反则取负。
②规定正方向后，共线的矢量运算就可以转化为代数运算。
③由计算结果既能得到加速度的大小，又能获知加速度的方向。
例3 (多选)根据给出的速度和加速度的正、负，下列运动性质的判断正确的是( )
>0， QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) <0，物体做加速运动
<0， QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) <0，物体做加速运动
<0， QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) >0，物体做减速运动
>0， QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) >0，物体做加速运动
总结：物体做加速运动还是减速运动，不是看加速度的正负，关键看加速度与速度的符号是否相同。加速度与速度方向相同，物体就做加速运动，加速度与速度方向相反，物体就做减速运动。
三、从图像看加速度
1.速度—时间图像是描述 随 变化关系的图像，它以 为横轴，以 为纵轴，在坐标系中将不同时刻的速度用点描出，然后用平滑的曲线连接起来，就画出了速度—时间图像。
2.图1-5-4中两条直线、分别是两个物体运动的速度—时间图像，则 物体运动的加速度比较大。图像的斜率反映了物体运动的 ，因此可根据图像求 。
3.求加速度时，从直线上任意选择间隔较大的两点来找到这两个点间的 ， ，用加速度的定义式 QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) = 就可以定量求加速度。
4.速度—时间()图像直观地反映了速度的变化规律。如图1-5-5所示，它表示甲、乙、丙、丁四个物体的速度图像，其中做加速运动的物体是 ，做减速运动的物体是 ，加速度不变的物体是 ，加速度变大的物体是 ，加速度变小的物体是 。
( http: / / www.21cnjy.com )甲 ( http: / / www.21cnjy.com )乙 ( http: / / www.21cnjy.com )丙 ( http: / / www.21cnjy.com )丁
图1-5-5
例4 如图1-5-6所示，是某质点运动的图像，请回答：
在0~4 s内、8~10 s 内、10~12 s内质点的加速度各是多少？
1.(单选)下列说法中正确的是( )
A.加速度增大，速度一定增大
B.速度的变化量Δ越大，加速度就越大
C.物体有加速度，速度就增大
D.物体速度很大，加速度可能为0
2.(单选)图1-5-7是 ( http: / / www.21cnjy.com )汽车中的速度计，某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化，开始时指针指在如图甲所示的位置，经过5 s指针指在如图乙所示的位置，那么它的加速度大小约为( )
图1-5-7
A.8.0 B.5.1 C.2.2 D.1.6
3.(多选)甲、乙两个物体在同一直线上运动，它们的速度—时间图像如图1-5-8所示，在时刻( )
A.甲的加速度比乙的加速度小
B.甲的加速度比乙的加速度大
C.甲的速度比乙的速度大
D.甲的速度比乙的速度小
1.“上海磁悬浮列车的速度可达430 km/h，它的加速度一定很大”。这一说法对吗？为什么？
2.运载火箭在点火后的短时间内，速度的变化很小，它的加速度一定很小吗？
3.航天员要从地球进入空间站，可以由载人飞船来完成这一任务。载人飞船在发射的过程中，会产生相当大的加速度，最大加速度可以达到(取9.8 )，高重力加速度对人的身体会产生不良作用，甚至可能会产生危险，譬如，引起身体某些部位充血或缺血，如果大脑缺血，便会失去视觉和知觉。类似实验表明，人体的姿势与所能承受的加速度有关：当人的身体与加速度的方向垂直时，人可以经受的加速度达几分钟，而当人的身体顺着加速度方向时，最多只能经受的加速度。
根据上述信息，回答问题：
我国航天英雄们乘“神舟”十号升入太空和返回地面的过程，采取什么姿势(站着、坐着、躺着)较好？身体与加速度方向有什么关系？
自我检测参考答案
1.B 2.BD 3.B 4.B
图1-5-1
图1-5-4
图1-5-6
图1-5-8