(共22张PPT)
物理必修第一册
第一章 运动的描述
速度变化快慢的描述-加速度
张培萌,中国男子短跑运动员,在莫斯科世锦赛男子100m半决赛中,跑出了10s整的成绩,创造新的全国纪录。
山鹰FTC-2000教练机是目前国产列装最先进的高级教练机,它的最高速度达到1000km/h(278m/s)。
张培萌与山鹰教练机谁运动的快?
“运动快”----速度大
张培萌 PK 国产山鹰教练机(50米)
“起步快”
思考:张培萌胜利的原因是什么?
---速度变化快
万吨货轮起航10s内速度 由0增到0.2m/s
火箭发射时10s内速度由0增到约100m/s
问题情境
时间相同的情况下,速度变化量大的物体速度变化快。
以8m/s的速度飞行的蜻蜓,能在0.7s内停下来
以8m/s的速度行驶的汽车,在急刹车时2.5s内能停下来
问题情境
速度变化量相同的情况下,用的时间短的物体速度变化快。
一辆小汽车在10s内速度 由0增加到100km/h
高铁专列在10分钟(600s)内速度由0增加到300km/h
问题情境
速度的变化量与所用时间的比值
(单位时间内速度变化量)
1.物理意义:
2.定义:
3.定义式:
4.单位:
一、加速度 精讲15分钟
方向与速度变化量Δv的方向相同
5.矢量:
描述物体速度变化快慢的物理量。
速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。
比值定义法,a与Δv和Δt无关
m/s2
读作:米每二次方秒
v2 --末速度 v1--初速度
问题1:一辆汽车沿直线运动,其初速度大小是10m/s。经过2s加速后汽车的速度大小变为20m/s,方向不变。试求这个过程中汽车的加速度a1。
问题2:一段时间后,该汽车开始刹车减速,经过2s速度大小由20m/s变为10m/s,方向不变。试求这段时间内汽车的加速度a2。
做一做
a1=5m/s2
a2=-5m/s2
两个过程中加速度相同吗?其中“-”号表示什么意义呢?
方法1:矢量作图法
③以初速度v1的箭头端为起点,以末速度v2的箭头端为终点,作出一个新的有向线段,就表示速度的变化量Δv。
①选取初速度方向为正方向。
②作出表示初速度和末速度的有向线段
x
加速
x
减速
二、加速度的方向
x
加速
x
减速
结论:在加速直线运动中,速度变化量的方向与初速度方向相同 在减速直线运动中,速度变化量的方向与初速度方向相反
方法2:代数运算法
方向与初速度方向相同
Δv = v2- v1= 30m/s - 20m/s
= 10 m/s
在加速过程中,
v1=10m/s, v2=20m/s
解:选取初速度方向为正方向
方向与初速度方向相反
Δv' = v2'- v1'= 10m/s - 20 m/s
= -10 m/s
在减速过程中,
v1'=20m/s, v2'=10m/s
v1
x
加速
x
减速
二、加速度的方向
a
a
结论:在加速直线运动中,加速度的方向与初速度方向相同 在减速直线运动中,加速度的方向与初速度方向相反
x
x
a
a
判断物体是加速还是减速的方法:
在直线运动中:如果加速度的方向与初速度方向相同,物体速度增加
如果加速度的方向与初速度方向相反,物体速度减小
加速
v2
减速
v2
二、加速度的方向
变化率:描述变化快慢的量。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。
位置的变化率
速度的变化率
科学漫步
练习1:篮球以10 m/s的速度水平撞击篮板后以6 m/s的速度反向弹回,篮球与篮板的接触时间为0.1 s,则篮球在这段时间内的加速度为多大?加速度的方向如何?
独学7分钟 随堂第三题
高空侦察机匀速飞行的速度可1000m/s
枪筒里的子弹开始发射时速度为零,经过0.0001s速度增加到5m/s
火箭发射时,速度在10s内由0增加到100m/s,蜻蜓起飞时,速度在0.7s内由0增加到8m/s
汽车刹车时,司机轻踩刹车,在10s内速度由30m/s减小到20m/s,后又猛踩刹车,在10s内减速到0.
汽车启动时司机猛踩油门,在10s时间内速度由0增加到20m/s,后改为轻踩油门,在10s内速度由20m/s增加到30m/s.
速度很大,
加速度为零
速度很小,
加速度很大
加速度逐渐增大,速度逐渐减小
加速度逐渐减小,速度逐渐增大
速度变化量很大,加速度却很小,速度变化量很小,加速度却很大
加速度a与速度v、及速度变化量Δv无直接关系
讨论(5分钟)
小组讨论1.2题
要求:人人参与,积极发言
练习:篮球以10 m/s的速度水平撞击篮板后以6 m/s的速度反向弹回,篮球与篮板的接触时间为0.1 s,则篮球在这段时间内的加速度为多大?加速度的方向如何?
则初速度v1=10 m/s
末速度为v2=-6 m/s
由加速度的定义式可得:
a=
=-160 m/s2
所以加速度的大小为160 m/s2
方向与初速度的方向相反
则初速度v1=-10 m/s
末速度为v2=6 m/s
由加速度的定义式可得:
a=
=160 m/s2
所以加速度的大小为160 m/s2
方向与弹回的末速度的方向相同
法1.解:选取篮球的初速度方向为正方向
法2.解:选取篮球弹回的末速度方向为正方向
解疑8分钟
方法总结
求解加速度的基本步骤:
1.选取正方向.(一般选取初速度方向为正方向)
2.明确初末速度的大小及正负,与选取的正方向相同取正值,相反则取负值。
3.代入公式 求解。正值表示加速度方向与规定的正方向相同,负值表示与规定的正方向方向相反。
1.可以读出任意一个时刻对应的速度,也可以读出物体在任意一个速度时所对应的时刻;
2.可以求出任意一段时间内的速度变化量;
v(m/s)
4
3
2
1
0
5
10
15
20
t/s
3.速度的方向:
①速度图像在t轴上方,速度为正;
②速度图像在t轴下方,速度为负。
v-t图像的意义
01
四 v-t图像与加速度
1.v-t图像的斜率表示物体的加速度。
3.v-t图像的斜率为正,说明物体加速度方向与正方向一致,图像向上倾斜;
2.v-t图像的斜率越大,说明加速度越大,物体速度变化的越快。
4.v-t图像的斜率为负,说明物体加速度方向与正方向相反,图像向下倾斜。
v(m/s)
4
3
2
1
0
5
10
15
20
t/s
B
C
v-t图像的斜率
02
答案:B
①物体沿正方向做v0≠0的减速直线运动
②物体沿负方向做v0=0的加速直线运动
v
0
t
v0
①
②
v
0
t
④
v
代表物体沿正方向做a逐渐增大的加速直线运动
④代表物体沿正方向做a逐渐减小的加速直线运动
交点表示两物体在此时刻速度相等
物体的速度减小,而加速度也减小
几种常见的v-t图像
03
1.物理意义:
2.定义:
3.定义式:
4.单位:
5.矢量性:
加速度
6.加速度与速度、速度变化量的关系:
直线加速,则a的方向 ;
直线减速,则a的方向 。
与v方向相同
与v方向相反
加速度方向与速度变化量的方向相同
课堂小结
比值定义法
无直接关系
描述物体速度变化的快慢和方向