第四节 怎样描述速度变化的快慢
题型1.加速度的概念
例1.下列说法中正确的是( )?
A.加速度增大,速度一定增大?
B.速度变化量越大,加速度就越大?
C.物体有加速度,速度就增加?
D.物体速度很大,加速度可能为零?
1.关于速度、速度的变化、加速度的关系,下列说法正确的是( )?
A.物体的加速度增大时,速度也增大?
B.物体的速度变化越快,加速度越大?
C.物体的速度变化越大,加速度越大?
D.物体的速度不等于零时,速度大小一定变化?
题型2.认识速度—时间图象
例2.如图为两个在同一直线上运动的物体A和B的速度图象,从图可知它们( )?
A.速度方向相同,加速度方向相反?
B.速度、加速度方向均相同?
C.速度方向相反,加速度方向相同?
D.速度、加速度方向均相反?
2.甲、乙两个物体在同一条直线上运动,它们的速度图象如图所示,则( )?
A.甲、乙两物体都做匀加速直线运动?
B.甲物体的加速度比乙物体的加速度大?
C.甲物体的初速度比乙物体的初速度大?
D.在t1以后的任意时刻, 甲物体的速度大于同
时刻乙物体的速度
题型3.加速度的计算
例3.计算下列物体的加速度:
(1)一辆汽车从车站出发做匀加速运动,经10 s速度达到108 km/h.?
(2)高速列车过桥后沿平直铁路匀加速行驶,经3 min速度从54 km/h提高到180 km/h.
(3)沿光滑水平地面以10 m/s的速度运动的小球,撞墙后以原速大小反弹,与墙壁接触时间为0.2 s.?
3.物体做匀加速直线运动,已知加速度为2m/s2,那么在任意1s内( )?
A.物体的末速度一定等于初速度的2倍?
B.物体的未速度一定比初速度大2 m/s?
C.物体的初速度一定比前1 s内的末速度大2 m/s?
D.物体的末速度一定比前1 s内的初速度大2 m/s
怎样描述速度变化的快慢 同步测试 (2)
(时间50分钟 80分)
一、选择题(共8小题,每小题4分,共32分,在每小题所给的答案中有一项或几项是正确的,选对但不全得2分)
1.以下对于加速度这个物理量概念的认识中,错误的是( )
A.加速度数值很大的运动物体,速度可以很小
B.加速度数值很大的运动物体,速度的变化量必然很大
C.加速度数值很大的运动物体,速度可以减小得很快
D.加速度数值减小时,物体运动的速度值也必然随着减小
2.根据给出的速度、加速度的正负,对具有下列运动性质物体的判断正确的是( )
A.v0<0、a>0,物体做加速运动 B.v0<0、a<0,物体做加速运动
C.v0>0、a<0,物体先做减速运动后加速运动 D.v0>0、a=0,物体做匀速运动
3.关于匀变速直线运动中的加速度方向,下列说法中正确的是( )
A.加速度的方向总是与初速度的方向相同 B.加速度的方向总是与末速度的方向相同
C.加速度的方向总是与速度变化的方向相同 D.加速度的方向总是与位移的方向相同
4.如果物体在运动过程中的加速度恒定,则( )
A.物体的瞬时速度总与时间成正比 B.物体可能做加速运动也可能做减速运动
C.物体运动的方向不变 D.在相等的时间内,物体速率的增量相等
5.在下面所说的物体运动情况中,不可能出现的是( )
A.物体在某时刻运动速度很大,而加速度为零 B.物体在某时刻运动速度很大,而加速度很大
C.运动的物体在某时刻速度为零,而其加速度不为零
D.做变速直线运动的物体,加速度方向与运动方向相同,当物体加速度减小时,它的速度也减小
6.有一个物体做直线运动,其速度——时间图像如图所示,从图中可以看出,物体加速度方向和速度方向相同的时间段是( )
A.0<t<2s B.2s<t<4s C.0<t<2s和6s<t<8s D.0<t<2s和5s<t<6s
7.一个质点做变速直线运动的v-t图像如下图,下列说法中正确的是( )
A.第1s内与第5s内的速度方向相反
B.第1s内的加速度大于第5s内的加速度
C.OA、AB、BC段的加速度aBC>aOA>aAB
D.OA段的加速度与速度方向相同而BC段的加速度与速度方向相反
8.物体做减速运动,下列说法正确的是( )
①速度的变化量的方向取负值,其意义为速度的变化率减小
②速度的变化量的方向取负值,其意义为速度的变化量的方向与初速度的方向相反
③加速度的方向取负值,表示加速度在逐渐减小
④加速度的方向与初速度的方向相反
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
二、填空题(共3小题,每小题5分,共15分,把最简结论填到横线上)
至少一道实验题(体现出新课标)
9.加速度:用来描述速度 的物理量。物体的加速度等于物体速度的变化与完成这一变化所用时间的比值,即a= 。
10.一质点做直线运动的v-t图像如图所示。质点在0~1s内做 运动,加速度为 m/s2;在1~3s内,质点做 运动,加速度为 m/s2;在3~4s内质点做 运动,加速度为 m/s2;在1~4s内质点做 运动,加速度为 m/s2;
11.一子弹用0.02s的时间穿过一木板,穿入时速度为800m/s,穿出时速度为300m/s,则子弹穿过木板的加速度为 .
三、论述计算题(共3题,共33分,解答要有必要的文字说明、方程式和重要的运算步骤,直接给结果的不得分。)
12.有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了死亡加速度为500g这一数值(取g=10m/s2)以警世人。意思是如果交通工具的加速度达到这个值,人将有生命危险。这么大的加速度,一般的车辆是达不到的。但在发生了交通事故时,就有可能达到这个数值。请你看下面的例子:
两辆摩托车的时速是36km/h,相向行驶而发生碰撞,碰撞时间为2×10-3s,请你判断以下驾驶员是否有生命危险?
13.下图所示为某物体做匀加速直线运动的v-t图像,根据图中的数值。请你算出物体运动的加速度的大小,并用v1=10m/s,v0=6m/s,t=20s,Δv=4m/s写出加速度a的一般表达式。
14.某同学为了测定气垫导轨上滑块的加速度,他在滑块上安装了宽度为2cm的遮光板。然后他利用气垫导轨和数值毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为Δt1=0.31s,通过第二个光电门的时间Δt2=0.13s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为3.60s,请你根据上面他通过实验得到的数据,为他计算出滑块的加速度.
参考答案:
选择题:1、BD; 2、D; 3、C; 4、BD; 5、D; 6、A; 7、CD; 8、D;
填空题:9、变化率、;10、匀加速直线、4、匀减速直线、-2、反方向匀加速直线运动、-2、匀变速直线、-2; 11、2500m/s;
论述与计算题:12、有危险; 13、①a=②a=14、解答:滑块通过第一个光电门的速度v1==,滑块通过第二个光电门的速度v2==,滑块加速度a==0.025m/s2.
怎样描述速度变化的快慢 同步测试 (1)
1.下列说法中的“快”,哪些是指加速度较大?( BC )
A.从高速公路走,很快就能到 B.刘翔的起跑是比赛选手中最快的
C.运用ABS新技术,汽车很快就停下来 D.协和式客机能在20000米高空飞行的很快
2.物体沿一条直线做加速运动,加速度恒为2m/s2,那么( C )
A.在任意时间内,物体的末速度一定等于初速度的2倍
B. 在任意时间内,物体的末速度一定比初速度大2 m/s
C.在任意1s内,物体的末速度一定比初速度大2 m/s
D.第ns的初速度一定比(n-1)s的末速度大2 m/s
3.一个质点沿直线运动,初速度大小为2 m/s,末速度大小为4 m/s,则 (ACD ).
A.速度的改变量的大小可能是6 m/s
B.速度的改变量的大小可能是4 m/s
C.速度改变量的方向可能与初速度的方向相同
D.速度改变量的方向可能与初速度的方向相反
4.关于速度和加速度的关系,下列说法中正确的是(B )
A.速度变化的越多,加速度就越大
B.速度变化的越快,加速度就越大
C.加速度方向保持不变,速度方向就保持不变
D.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小
5.以2 m/s的加速度做匀加速直线运动的物体,在每秒内 (C)
A.位移是2m, B.位移增加2m C.速度增加2 m/s D.加速度增加2 m/s2
6.一运动的物体的速度、速率、加速度的说法中正确的是 (C)
A.速度不变而速率变化 B.速度不变而加速度变化
C.速度变化而加速度不变 D.速度、速率、加速度都不为0,而且不变
7.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直到为零,则在此过程中( B )
A.速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值
B.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值
C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移不再增大
D.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最大值
8.质点在第1s末,第2s末,第3s末与第4s末的速度分别为0.8 m/s,1.6 m/s,3.2 m/s和6.4 m/s,那么,在这4s内质点做:( C )
A、匀速运动 B、匀加速运动 C、变加速运动 D、不能确定
9.物体做匀加速直线运动,加速度为2 m/s2,就是说 ( D )
A、物体速度的变化量为2 m/s
B、任意1s内末速度都是初速度的2倍
C、在任意1s内,物体的初速度可能比末速度大2 m/s
D、开始运动1s后任意时刻的瞬时速度比1s前的瞬时速度增加2 m/s
10.如图所示,是A、B两个物体运动的速度图象,则下列说法中正确的是(ABD )
A、物体A的运动是以10m/s的速度匀速运动
B、物体B的运动是先以5m/s的速度与A同向
C、物体 B在最初得s内位移是10m
D、物体 B在最初得s内路程是10m
11.甲、乙两个物体在同一直线上做匀速直线运动的速度图象如图所示,由此可知
(1)甲和乙的初速度方向 ,大小之比是
(2)在t= s时刻两者的瞬时速度大小相等
(3)在前4s内甲运动的位移是 ,乙运动的位移是 。
(相同,3:1; 2; 8,8)
12.如图所示,为一个物体做匀变速直线运动的速度时间图象,试分析 的速度与加速度的变化特点。
答案:(开始计时时,物体沿与规定的正方向相反的方向运动,初速度v0=20m/s,并且是减速的,加速度a是正值,大小为10 m/s2,经过2s物体的速度减小为零,然后又沿着规定的正方向运动,加速度的大小、方向一直不变。此图可能反映的是规定向下的方向为正方向,将一个小球向上抛出的运动规律)
1.4 怎样描述速度变化的快慢 学案导学
学习目标:
1.理解加速度的概念。知道加速度是表示速度变化快慢的物理量,知道它的定义、公式、符号和单位。
2.知道加速度是矢量,方向始终与速度变化量的方向一致。知道加速度与速度变化量的区别。
3.知道什么是匀变速直线运动。能从匀变速直线运动的v-t图象理解加速度的意义 。
学习重点:加速度的概念
学习难点: 加速度
主要内容:
一、加速度
1.定义;加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。用a表示。
2.定义式:a=(vt-v0)/t 或 a=△v/△t
3.单位:国际单位:m/s2。,读着:米每二次方秒
4.物理意义:表示速度改变快慢的物理量,是速度对时间的变化率,数值上等于单位时间内速度的变化量。
5.加速度的标矢性:
大小:等于单位时间内速度的改变量。匀变速直线运动是加速度不变的运动。匀速直线运动是加速度为零的变速直线运动。
方向:①加速度的方向始终与速度变化vt-v0或△v的方向相同。
②在变速直线运动中速度的方向始终在一条直线上。若规定v0为正方向,若物体加速运动,vt-v0为正,a为正,a与v0方向相同。若物体减速运动vt-v0为负,a为负,a 与v0方向相反。在单向直线运动中速度是增大还是减小由加速度方向与速度方向相同或相反决定不是由加速度大小决定。
问题思考:1.物体的速度越大,加速度也越大吗?
2.物体的速度变化越大,加速度也越大吗?
3.加速度的方向一定跟物体的速度方向相同吗?
注:①加速度不是增加的速度,不是速度变化的多少。
②加速度大,表示速度变化快,并不表示速度大,也不表示速度变化大,加速度与速度,速度变化无直接因果关系。
③加速度很大时,速度可能很小,加速度很小时,速度可能很大。
二、从v-t图象看加速度
在v-t图象中,图线的斜率表示物体运动的加速度。斜率为正,表示加速度方向与所设正方向相同;斜率为负表示加速度方向与所设正方向相反;斜率不变,表示加速度不变。
例1.下列关于速度和加速度的说法中正确的是( )
A.物体运动的速度越大,它的加速度也一定越大
B.物体运动的加速度为零时,它的速度可能很大
C.加速度就是“加出来的速度”
D.物体的加速度减小时,速度可能在增大
例2.计算物体在下列时间段内的加速度
①一辆汽车从车站出发做匀加速运动,经l0s速度达到108Km/h。②以40m/s的速度运动的车,从某时刻起开始刹车,经8s停下。③沿光滑水平地面以10m/s运动的小球,撞墙后以原速大小反弹,与墙壁接触时间为0.2s。
例3.物体做匀加速直线运动,已知加速度为2m/s2。,那么在任意ls内( )
A.物体的末速度一定等于初速度的2倍
B.物体的末速度一定比初速度大2m/s
C.物体的初速度一定比前一秒的末速度大2m/s
D.物体的末速度一定比前一秒的初速度大2m/s
课堂训练与作业:
1.甲、乙为两个在同一直线上沿规定的正方向运动的物体,a甲=4m/s2,a乙=-4m/s2。那么,对甲、乙两物体判断正确的是( )
A.甲的加速度大于乙的加速度
B.甲、乙两物体的运动方向一定相反
C.甲的加速度和速度方向一致,乙的加速度和速度方向相反
D.甲、乙的速度量值都是越来越大
2.一质点做直线运动,连续4s末的速度为Vl=lm/s,v2=2m/s,v3=4m/s,v4=8m/s,则这个质点的运动是( )
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动
C.匀减速直线运动 D.非匀变速直线运动
3.关于直线运动的下列说法正确的是( )
A.匀速直线运动的速度是恒定的,不随时间而改变
B.匀变速直线运动的瞬时速度随着时间而改变
C.速度随着时间而不断增加的运动,叫做匀加速直线运动
D.速度随着时间均匀减小的运动,通常叫做匀减速直线运动
4.关于速度和加速度的关系,以下说法正确的是( )
A、物体的速度越大,则加速度也越大
B、物体的速度变化越大,则加速度越大
C、物体的速度变化越快,则加速度越大
D、物体加速度的方向,就是物体速度的方向
5.质点以2m/s2的加速度做匀加速运动,下列说法正确的是( )
A、质点的加速度越来越大
B、质点的速度每经1s增加2 m/s
C、质点在任ls内位移比前ls内位移大2m
D、质点在任ls内平均速度比前1s内平均速度大2m/s
6.下列说法正确的是( )
A.物体的速度改变量大,其加速度一定大
B.物体用加速度时,速度就增大
C.物体的加速度大,速度一定大
D.物体的速度变化率大,加速度一定大
7.关于匀变速直线运动的下列说法正确的是( )
A.匀变速直线运动是加速度不变的运动
B.匀加速直线运动是加速度不断增加的运动
C.匀减速直线运动是加速度不断减小的运动
D.变速直线运动是速度发生变化而加速度不变的运动
8.以下对加速度的理解正确的是( )
A.加速度是增加的速度
B.加速度是描述速度变化快慢的物理量
C.一10m/ s2比10m/ s2小
D.加速度方向可与初速度方向相同,也可相反
9.初速为零的匀加速直线运动,第1s内、第2s内、第3s内速度的改变量之比为△v1:△v2:△v3=___________;第1s末、第2s末、第3s末的速度之比为v1:v2:v3=_____________。
怎样描述速度变化的快慢
一、教学目标
知识与技能:
1.理解加速度的物理意义,知道加速度是矢量。知道平均加速度和瞬时加速度。
2.通过对日常生活中有关加速度的实例的分析,进一步体会变化率的概念及表达方式。
3.理解匀变速运动的意义,能用v~t图象表示匀变速直线运动,并能通过图象确定加速度。
过程与方法:
1.经历将生活中的实际上升到物理概念的过程,理解物理与生活的联系,初步了解如何描述运动.通过事例,引出生活中物体运动的速度存在加速和减速的现实,提出为了描述物体运动速度变化的快慢,引入了加速度概念的必要性,激发学生学习的兴趣.
2.帮助学生学会分析数据,归纳总结得出加速度.
3.教学中从速度一时间图象的角度看物体的加速度,主要引导学生看倾斜直线的“陡度”(即斜率),让学生在实践中学会应用数据求加速度.
情感态度与价值观:
1、利用实例激发学生的求知欲,激励学生的探索精神。
2、领会人类探索自然规律中严谨的科学态度,理解加速度概念的建立对人类认识世界的意义,培养学生区分事物的能力及学生的抽象思维能力.
3、培养合作交流的思想,能主动与他人合作,勇于发表自己的主张,勇于放弃自己的错观点.
二、教学内容剖析
本节课的地位和作用:
加速度是力学中的重要概念,也是高一年级物理课较难懂的概念。在学生的生活经验中,与加速度有关的现象不多,这就给学生理解加速度概念带来困难。为此,教材先列举小型轿车和旅客列车的加速过程,让学生讨论它们速度变化的快慢以增强学生的感性认识。教材还展示飞机的起飞过程,要求学生从具体问题中了解“速度快”“速度变化大”“速度变化快”的含义不同,又在旁批中指出“物体运动的快慢”与“运动速度变化的快慢”不同。在此基础上再说明平均加速度的意义,进而说明瞬时加速度。对重要的v—t图象,教材又设置一个“思考与讨论”,让学生通过v—t图象加深对加速度的认识和对图象的理解。
本节课教学重点:
1、速度的变化量、速度的变化率的含义。
2、加速度的概念及物理意义。
本节课教学难点:
1.理解加速度的概念,树立变化率的思想.
2.区分速度、速度的变化量及速度的变化率.
3.利用图象来分析加速度的相关问题.
三、教学思路与方法
平均加速度的定义学生接受起来困难不太大,由平均加速度过度到瞬时加速度又一次应用极限思想,可让学生联想瞬时速度来理解瞬时加速度。教师可引申说明速度是质点位置的变化率,加速度是速度的变化率,一个变量的变化率常常是很有意义的,让学生阅读教材的“科学漫步”栏目中变化率的一段叙述,自然的渗透了科学方法的教育。
四、教学准备
多媒体课件,带滑轮的长木板、小车及砝码等.
五、课堂教学设计
教学环节
教学内容
师生互动
设计意图
备注
引入
先演示小车实验,让学生在感性上对速度变化的快慢有一个初步的认识
再利用多媒体投影播放赛车、高速列车、自行车,运动员等录像,提出问题,让学生思考讨论.谁的速度“增加”得快?如何来表示增加的快慢?
师:演示,让小球分别在倾角较小的斜面和倾角较大的斜面上滚动.
生:观察思考
师:小球两次各做什么运动?它们的不同之处在哪里?
生:小球两次都是做速度越来越快的直线运动,但后一次速度改变得快.
师:播放多媒体,提出问题
生:根据录象, 讨论交流,提出表示速度变化快慢的方法:用单位时间内速度变化量的大小表示物体速度变化的快慢.上述四物体,运动员速度变化最快,火车速度变化最慢.
引导学生思考、想象、归纳总结
加速度
1、定义:加速度等于速度的改变量跟发生这一改变所用时间的比值.
2、定义式:a=△v/△t =(vt-v0)/△t
v0——开始时刻物体的速度
vt——经过一段时间t时的速度
3、物理意义:加速度是表示速度改变快慢的物理量.
4、国际单位:m/s2或m·s-2读作米每二次方秒
5、加速度也是矢量,不仅有大小,也有方向.
例1、下列说法正确的是:
A.加速度是物体增加的速度
B.加速度反映速度变化的大小
C.加速度反映速度变化的快慢
D.加速度的方向不能由速度方向确定,要由速度变化的方向来确定
例2、足球以水平速度v=10m/s击中球门横梁后以v/=8m/s的速度水平弹回,与横梁接触的时间为0.1s,求足球在此过程中的平均加速度。
师:如果物体做加速直线运动,同样在10s内,速度从2m/s增加到7m/s,怎样描述物体运动的速度增加的快慢呢?
生:用物体速度的增加量除以所用的时间来描述这段过程中物体运动速度增加的快慢.
师:如果用a符号表示物体速度增加的快慢,△v表示物体的速度变化量,△t表示物体的速度变化所用的时间,那么用公式如何表达呢?
生:a=△v/△t=(7-2)m/10s2=0.5m/s2
师:用两辆汽车以相同的速度变化率做匀加速运动和匀减速运动,虽然速度变化快慢相同,但速度的变化情况不同,前者速度越来越大,后者则反之.启发学生思考,只凭速度变化快慢(速度变化率的大小)不能完全反映速度变化的规律,从而引出加速度不仅有大小,而且有方向,是矢量.
加速度和速度的区别
1、速度大,加速度不一定大;加速度大,速度不一定大.
2、速度变化量大,加速度不一定大.
3、加速度为零,速度可以不为零;速度为零,加速度可以不为零.
例4、关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是:
A.速度变化的越多,加速度就越大
B.速度变化的越快,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
例5、关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是?
A.物体的速度大,加速度就大
B.物体的速度改变量大,加速度就大
C.物体在单位时间内速度变化大,加速度就大
D.物体的速度为零时,加速度必为零
师:出示例题3:下列所描述的运动中,可能的有?
A.速度变化很大,加速度很小
B.速度变化方向为正,加速度方向为负
C.速度变化越来越快,加速度越来越小
D.速度越来越大,加速度越来越小
生:讨论做答
师:总结加速度的方向和速度改变量的方向相同。
加速直线运动:加速度的方向和初速度的方向相同,为正值.
减速直线运动:加速度的方向和初速度的方向相反,为负值.
生:当物体加速时,则△v =(vt-v0)>0,时间△t是标量,加速度a的计算值为正值,如果以初速度的方向为正方向(即初速度 v0取正值),a为正值则可表示a的方向与初速度的方向相同,或反过来说,若加速度a与初速度同向时,则这个直线运动为加速运动.
当物体是减速时,则△v =(vt-v0)<0,时间△t是标量,加速度a的计算值为负值,如果仍以初速度的方向为正方向(即初速度Iv0取正值),a为负值则可表示a的方向与初速度的方向相反,或反过来说,若加速度a与初速度反向时,则这个直线运动为减速运动.
通过对易混淆物理量的重点练习,让学生加深理解
从v—t图象看加速度
在v—t图像中,图像的斜率在数值上等于加速度.
匀变速直线运动的v—t图像是一条直线,直线的斜率的数值等于其加速度.
图中两条直线a、b分别是两个物体运动的速度一时间图象,哪个物体运动的加速度比较大?
师:速度一时间图象描述了什么问题?怎样建立速度一时间图象?
生:速度一时间图象是描述速度随时间变化关系的图象,它以时间轴为横轴,以纵轴为速度轴,在坐标系中将不同时刻的速度以坐标的形式描点,然后连线,就画出了速度一时间图象
师:引导我们可以从直线上任意选择间隔较大的两点来找到这两个点间的速度变化量△v,时间间隔△t.
生:讨论回答,a直线的倾斜程度更厉害,也就是更陡些,而b相对较平缓。所以a的速度变化快,即a的加速度大,b的速度变化慢,加速度小.还可以用加速度的定义式a=△v/△t来定量求加速度,从而比较加速度的大小。
培养学生学科间综合思维的能力
小结
1.什么叫加速度?它的定义式、物理意义、单位各是什么?
2.怎样正确理解加速度?加速度与速度间有什么关系?
3.速度的改变量是否总是速度增加?怎样理解加速度的正负号.
4.根据v—t图像怎样求加速度?
5.怎样根据加速度的大小和方向去判定物体的运动规律?
师:引导总结
生:自主总结
培养学生的自主总结能力
布置作业
课本P31—P32问题与练习
六、视野拓展
加速度与糖尿病患者
前不久,一名由昆明飞往武汉的旅客,刚下飞机就一头栽倒在候机楼大厅门口,昏了过去。由于患者系独自外出,身边没有同伴,病史无从询问,给诊断救护工作带来非常大的困难,在医护人员的努力下,终于明确诊断其为病死率十分高(40%~70%的死亡率)的“糖尿病高渗性昏迷”,经过抢救患者才脱离危险。这是怎么回事呢?
原来,该患者平常仅出现多饮多尿,并没发现自己患有糖尿病。在乘机前几天一直腹泻,在飞机上由于晕机发生剧烈呕吐,从而导致身体严重脱水。我们知道,在飞机起飞和降落以及气流导致的飞机颠簸时,人体会出现一定程度的重力和加速度作用的变化。实验证明,在加速度作用下,血糖浓度升高,糖原含量降低。动物试验证明,在高空气压降低缺氧时,糖的异生作用增强,血糖升高。患者在以上多因素的作用下,血糖较正常高出近5倍,从而出现高渗性昏迷,差点危及生命。
因此,糖尿病患者在选择航空旅行时一定要多加注意。
冲击性加速度或过载对全身作用的机制
冲击性加速度或过载对人体的影响与持续性加速度不同,它主要不是引起血液动力学改变,而是引起疼痛,短暂意识丧失和各种机械性损伤,如组织器官变形、撕裂及破坏等,严重时可致死亡。其影响的程度除了与冲击过载峰值、作用时间、过载速率3个基本参数有关外,还与过载作用的方向、人的体位、束缚状况等因素有关。
载人飞船在各个不同的飞行阶段中,加速度的变化很大。火箭起飞时,加速度很小,随着火箭不断上升,推进剂逐渐消耗,加速度就越来越大,在火箭熄火瞬间达到最大值。在飞船返回时,脱离轨道,再入大气层时,又将遇到巨大的峰值减速度。在加速度或减速度值超过一个重力加速度(g=9.8m/s2)时,因惯性力而受到很大的过载,人变重了,这种现象称为超重。60年代的载人飞船,在上升段的最大加速度是8g,返回舱的最大减速度约10g。超重对人体的影响与它的作用方向有关。在飞船上升时,主要影响是头部血压降低,下肢血压升高,视觉减退。返回舱进入大气层时,会导致航天员头部充血。
第一章 怎样描述物体的运动
1.4 怎样描述速度变化的快慢
★教学目标
知识与技能
知道物体的速度变化是有快慢之分的,理解加速度的含义及物理意义,知道加速度的定义符号、公式和单位。
知道加速度是矢量,了解加速度的方向。会区分加速度与速度、速度的变化、速度的变化率之间的关系
会用匀变速直线运动的图像求加速度
过程与方法
通过多媒体课件对生活实例中运动物体速度变化快慢的感受,以及类比法的探究推理,培养学生抽象逻辑思维能力。
培养学生主动、积极的科学探究能力和创新精神。
强化用比值定义的物理思想方法。
情感态度与价值观
培养学生学习物理的兴趣和积极性及善于区分事物的能力。
★教学重点
加速度的概念及理解。
★教学难点
加速度方向的理解。
加速度与速度之间有关系吗?
★教学过程
引入:
一、加速度
师:同学们,上节课的学习中我们知道用速度—时间图象可以非常直观反映物体速度随时间的变化规律。那请同学们仔细观察下面几个图象,告诉我它们分别反映了怎么的运动规律。
生:甲:A以与正方向同向的速度匀速,B初速度与正方向相反,然后开始减速至零后调头朝着正方向加速度。
乙:AB均是先加速后匀速;
丙:AB均是先加速后匀速。
师:引入提问:乙丙中AB均是先加速度后匀速,那它们是完全一样的运动吗?如果不一样,说出它们的区别。
生:乙中:虽然AB均是先加速后匀速,但它们从零增加到相同的速度所用的时间不同,A的时间小于B的时间,也就是说A的速度增加得比B的速度增加得快。丙中:AB在相同的时间内,速度增加得不一样多,还是A的速度增加得快。
师:好,总的来说就是AB加速过程中速度增加的快慢不同。那我们应该用哪个物理量来描述它们之间的不同呢?是A的速度比B的速度大?还是A的速度增加量比B的速度增加量多?
生:好像可以讲每个时刻A的速度比B的速度大。乙中速度变化量一样,丙中A的速度变化量比B的速度变化量大。
师:若两图中均把A图象往右平移一格呢?
生:说A每个时刻的速度比B的速度大的说法好像不正确了。
师:说得很好。AB之间的不同不在于速度的大小不同,也不是速度变化量的不同,而是速度变化快慢的不同。为了描述物体运动过程中速度变化快慢的不同,现有的物理量无法描述,我们有必要引入一个新的物理量:加速度。
加速度的物理意义:表示物体速度变化的快慢。
看表回答问题
初始速度
v0 / (m·s-1)
经过时间
△t / (s)
末速度
vt / (m·s-1)
A. 自行车下坡
2
3
11
B. 公共汽车出站
0
3
6
C. 某舰艇出航
0
20
6
D. 火车出站
0
100
20
⒈比较A和B,速度变化量谁大?加速度谁大?
A速度变化大,A加速度大。
⒉比较B和C,速度变化量谁大?加速度谁大?
AB速度变化量一样大,但A所需时间少,所以B加速度在。
⒊比较C和D,速度变化谁快?
A平均一秒变化0.3m/s,B一秒种变化0.2m/s,所以C速度变化得快,C的加速度大。
师:那加速度的公式应该是怎样的呢?
生:。
师:非常不错,其实在解刚才第3问的时候,我就知道同学们已经将这个规律印入脑海了,很好,大家看看,我们又一次用到了比值法来定义物理量。
加速度:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。通常用a表示。
公式:。
标矢性:矢量
方向:与△V方向相同。
物理意义:表示物体速度变化的快慢和方向的物理量。
单位: m/s2。
三幅图中的小车运动时有加速度吗?请说明理由。
牢记:加速度是速度变化量与时间的比值,速度是矢量,有大小方向,只要大小和方向任一变了,则速度变了,则必有加速度。
二、日常生活中的加速度
师:学到这儿,很多人肯定会想,怎么我在日常生活中没有听说过加速度这个词,是不是日常生活中用不到呢?还是在日常生活中它有另一种说法?比如:我们常说物体走了多远,是指路或位移。说它跑得快是指速度大。加速度在日常生活中的另一种说法是什么呢?
师:其实在日常生活中,加速度并没有相对应的典型词语。一般只能笼统的快和慢。我们常说的快和慢有时指速度,有时指加速度。如下
1、火车经过大提速后,真快。 速度快
2、我这车好,启动快。(就是加速快) 加速度大
3、这个同学素质好,有很好的爆发力,起跑快。 加速度大
三、一维坐标中加速度表示方法
知道了一维坐标中位置、位移、速度的表示方法,同样用公式求加速度时,只需根据“同向为正、反向为负“标出各物理量的正负以后代入公式计算即可,所得结果,同向为正反向为负。
比较大小:-3m/s2与2m/s2
四、经典例题
例1、求下列各种情况下物体的加速度。
一、汽车以20m/s的速度沿正东方向做匀速直线运动。
二、汽车现在速度是5m/s,正东方向,10S后,速度变为15m/s,方向仍为正东方向。
三、汽车现在速度是15m/s,正东方向,10S后,速度变为5m/s,方向仍为正东方向。
四、汽车现在速度是15m/s,正东方向,10S后,速度变为5m/s,方向为正西方向。
解:设正方向:以正东为正方向。
一、初末速度相同=0,=0,所以a=0。
二、,正东方向。
三、,正西方向。
五、,正西方向。
扩展:若以正西方向为正方向呢?
例2、自然界中隼(sǔn)的速度是比较快的,它是田鼠等啮齿类动物的天敌。
假如隼在300m处发现一只田鼠并立即开始直线加速,设隼在2s的时间内,速度从10m/s增大到130m/s,求这只隼的加速度为多大?
解:设初速度方向为正方向,有
五、加速度与速度的关系
师:若已知物体的加速度你能从这个已知量知道哪些信息?
生:我可以知道速度每秒变化2m/s。
师:不错!那是变大还是变小呢?
生:应该是变小吧?
师:为什么呢?
生:因为加速度是负的嘛!
师:是吗?大家仔细看看上面“例1“再回答我这个问题。
生:不是的!好像是a与v同号时,加速;a与v异号时,减速。
师:很好!计算中同号即同向,异号即反向。所以我们要牢记:初速度与加速度方向相同,物体加速;初速度与加速度方向相反,物体减速。物体是加速还是减速由初速度与加速度的方向决定,加速度的大小只能决定速度变化的快慢。
六、速度—时间图象看加速度
师:看引入时的乙、丙两图,思考。
结论:从函数图象的倾斜程度可以看出加速度的大小。
七、加速度与速度的关系
例2、判断下列说法是否正确
从加速度公式可知:加速度a与速度变化量成正比,与时间成反比。
速度很大,加速度肯定很大。
速度很大,加速度可能为0。
速度为0,加速度一定为0。
速度增大,加速度一定增大。
速度减小,加速度一定减小。
速度变化量越大,加速度就越大。
加速度为0,速度一定为0。
加速度很小,速度一定很小。
加速度很大,速度一定很大。
加速度增大,速度一定增大。
加速度减小,速度一定减小。
速度改变越快,加速度就越大。
速度变化率越大,加速度就越大。
解:逐条分析,D项可以这样说明,上抛物体到最高点时,速度为0 ,此时加速度不为0,因为若加速度为0,那物体就应该不再变速,下一时刻速度还应该是0,但事实是物体不会停在空中,会下落,所以加速度不是0.(生动说明物体某一时刻的速度是由上一时刻的速度及加速度共同决定;如我此刻取得的成绩是由今天之前我努力得到的,至于今后会怎样,要看我今天的表现。)
牢记:加速度与速度间无必然联系,若讲速度怎样,加速度就怎样或加速度怎样,速度就怎样,肯定是错的。
例3、物体做匀加速直线运动,加速度为2m/s2,那么任意一秒内(B)
物体的末速度一定等于初速度的2倍
物体的末速度一定比初速度大2m/s
物体在这一秒的初速度比前一秒的末速度大2m/s
物体在这一秒的末速度比前一秒的初速度大2m/s
例4、小木块以5m/s的初速度自由冲上光滑斜面,2S内速度大小变为1m/s,求这段时间内速度变化量。(注意的是题目只告诉了你末速度的大小,并没有讲方向,所以有两个解)
八、科学漫步
了解:某量随时间的变化快慢又可以叫做某量的变化率。
了解:加速度=速度变化快慢=速度变化率=单位时间内速度变化量。
九、平均加速度和瞬时加速度
看图作答:
师:t0时间内,AB的加速度一样吗?
生:一样的。
师:那这段时间内AB的速度变化情况一样吗?
生:不一样,A的图象是一条直线,根据数学知道,我们知道是速度随时间均匀增大,而B是先增加得慢,后增加得快。
师:如同平均速度和瞬时速度一样,加速度同样也有平均加速度与瞬时加速度。用公式求出来的只能是平均加速度,因为它对应的是一段时间,只能求出这段时间内速度的平均变化快慢,要更精确地研究运动,还必须引入瞬时加速度这个物理量。比如:10S内速度从0变到20,用公式求得加速度为2m/s2,只能说明这个过程平均下来每秒速度增加2m/s,并不能说明这个过程中每个一秒内速度都是变化2m/s,有可能在前8秒内从0变到14,在后2秒内从14谈到 20。
系统结构图:
章内概念关系总结:
怎样描述速度变化的快慢(二) 练习与解析
1 物体以恒定速度运动,其加速度是多大?
解析:该题考查了加速度的概念及其与运动的关系,物体以恒定速度运动即为匀速直线运动.因而,易得加速度为零.
答案:加速度大小为零
2 加速度大小是否等于速度变化的大小?请说明理由.
解析:该题考查了加速度与速度变化量之间的联系与区别.加速度为单位时间内的速度变化量。大小与单位时间内的速度变化量相等.
答案:加速度大小不等于速度变化的大小,因为加速度的大小等于单位时间内的速度变化量.
3 有的同学说,物体运动的速度越大,加速度越大.还有同学说,如果物体有加速度。速度就一定增加,他们的说法对吗?说明理由.
解析:该题考查了加速度、速度和速度变化之间的联系与区别.加速度的大小等于单位时间内的速度变化量,而与其他因素无关.当物体速度方向与加速度方向相反时,物体速度将减小.
答案:他们的说法都不正确.理由见解析.
4 有人认为,加速度的方向一定与物体的运动方向相同.他的观点对吗?如果不对,尝试用生活中的例子来反驳他的观点.
解析:该题考查了加速度与物体运动速度之间的联系与区别.
答案:这种观点不对;例如汽车刹车时,汽车的加速度方向就与运动方向相反.
5 如图1-4-3所示是同一打点计时器打出的4条纸带,哪条纸带的加速度最大?哪条纸带的平均速度最大?哪条纸带的加速度为零……………………………………………( )
甲 乙
丙 丁
图1-4-3
解析:本题较好地考查了如何分析纸带问题,以及通过纸带上的点如何求解分析加速度和平均速度的问题.在相等时间间隔的情况下,前后两相邻间距之差越大,加速度越大.
答案:甲纸带加速度最大;丁纸带平均速度最大;丙和丁纸带的加速度为零.
6 一辆汽车开始以1 m/s的速度缓慢行驶,后来它的速度提高到25 m/s.如果汽车在匀加速后8 s就能获得这个速度,求汽车的加速度.
解析:本题考查了加速度的计算,取原运动方向为正,根据加速度的定义a=可得,汽车的加速度a==m/s2=3 m/s2.
答案:a=3 m/s2,方向与运动方向相同.
7 一辆汽车在公路上以72 km/h的速度行驶。驾驶员在看到前方亮起红灯时,立刻采取制动措施,经过5 s汽车停止.这辆汽车刹车时的加速度是多大?方向如何?
解析:本题考查了在实际问题中加速度的计算,在计算时一定要注意正方向的选取,将矢量式转化为标量式,然后再进行计算.
答案:v=72 km/h=20 m/s,取原运动方向为正,则有a==m/s2=-4 m/s2,式中的“-”号表示加速度方向与原运动方向相反.