2019 新教材鲁科物理必修一学案 第2章 第4节　加速度 Word版含答案

第4节　加速度
学习目标
核心素养形成脉络
1.掌握加速度的概念，能区分v、Δv、，理解加速度的矢量性．
2．能根据速度和加速度的方向关系判断物体的运动性质．
3．能根据v－t图像分析、计算加速度.
1．加速度：物体运动速度变化跟发生这一变化所用时间的比．
2．定义式：a＝．
3．单位：米/秒2，符号m/s2，读作“米每二次方秒”．
4．矢量性：加速度是矢量，其方向与速度变化的方向相同．
5．物理意义：表示物体运动速度变化快慢的物理量．
思维辨析
(1)加速度就是指速度的增加．因此，有加速度，物体的速度就一定增大．(　　)
(2)加速度越大，速度就越大．(　　)
(3)速度变化越大，加速度就越大．(　　)
提示：(1)×　(2)×　(3)×
基础理解
(1)如图所示，大型轮船在海上起航时很“慢”；赛车性能优良起步很“快”；百米运动员有很好的爆发力，起跑“快”．以上说法中的“快”与“慢”的含义是什么？
(2)在直线运动中如果加速度为负，一定说明加速度的方向与速度方向相反吗？物体的速度一定减小吗？
提示：(1)这里的“快”与“慢”指的是轮船、赛车、运动员的速度变化的快与慢，即这里的“快”表示加速度大、“慢”表示加速度小．
(2)不一定．加速度为负，只能说明其方向与我们规定的正方向相反，但不一定与速度的方向相反，物体的速度也不一定减小．
　对加速度的理解
问题导引
观察下列4幅图片，根据有关信息思考：
(1)万吨货轮和火箭在相同时间内谁的速度变化大？谁的速度变化快？谁的加速度较大？
(2)列车和小轿车从静止开始运动达到相同速度，所用时间不同，谁的速度变化快？谁的加速度较大？
(3)甲、乙、丙、丁四种情形中，加速度的大小各为多少？
[要点提示]　(1)火箭　火箭　火箭
(2)小轿车　小轿车
(3)甲　0.02 m/s2　乙　10 m/s2　丙　0.056 m/s2
丁　1.4 m/s2
【核心深化】
1．速度、速度的变化量、加速度比较
　相关量
比较项　
速度v
速度的
变化量Δv
加速度a
定义
物体的位移与所用时间的比值
物体的末速度与初速度的差值
物体速度的变化量与所用时间的比值
表达式
v＝
Δv＝v2－v1
a＝
单位
m/s
m/s
m/s2
方向
速度的方向就是物体运动的方向
Δv＝aΔt，Δv与a的方向相同
a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
　a＝只是加速度a的定义式，不是决定式，加速度a与v、Δv没有必然的大小关系．
2．加速度的计算
(1)规定正方向．一般选初速度v1的方向为正方向．
(2)判定v2的方向，确定v2的符号．
(3)利用公式a＝计算．要注意速度反向情况下，速度变化量的计算．
关键能力1　对速度、速度的变化量、加速度的理解
　关于速度、速度改变量、加速度，下列说法正确的是(　　)
A．物体运动的速度改变量很大，它的加速度一定很大
B．速度很大的物体，其加速度可以很小，可能为零
C．某时刻物体的速度为零，其加速度一定为零
D．加速度很大时，运动物体的速度一定很大
[思路点拨]
关键词
信息
速度改变量很大
仅指Δv很大，Δt未知
速度很大
速度改变量可以很小，也可以为零
速度为零
速度变化量不一定为零
加速度很大
速度变化量不一定很大，
速度变化需要时间
[解析]　加速度是单位时间内速度的变化量，与速度无必然联系，故选项B正确．
[答案]　B
关键能力2　加速度的大小与方向
　(2019·临沂高一检测)2019年1月21日，在乒乓球匈牙利公开赛中中国选手林高远4比0战胜王楚钦获得公开赛男单冠军．如图所示，林高远挥拍将质量为m的乒乓球击出．如果乒乓球被拍子击打前后瞬间速度的大小分别为v1、v2，v1与v2方向相反，且v2>v1，作用时间为t.则此过程中乒乓球的平均加速度(　　)
A．大小为，方向与v1方向相同
B．大小为，方向与v1方向相同
C．大小为，方向与v2方向相同
D．大小为，方向与v2方向相同
[解析]　规定初速度的方向为正方向，则乒乓球的平均加速度a＝＝－，负号表示方向，即加速度的方向与v2的方向相同，故C正确，A、B、D错误．
[答案]　C
关于加速度的几个“不一定”
(1)物体的速度大(小)，加速度不一定大(小)；速度为零，加速度不一定为零．
(2)物体的速度变化量大，加速度不一定大；速度大小不变，加速度不一定为零．
(3)加速度为负，物体不一定做减速运动．
(4)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．
【达标练习】
1．由加速度的定义式a＝可知(　　)
A．加速度a与速度的变化量Δv成正比
B．加速度a大小由速度变化量Δv决定
C．加速度a的方向与速度v的方向相同
D．加速度a的方向与Δv的方向相同
解析：选D.根据加速度的定义式a＝知，加速度a等于Δv与Δt的比值，当Δv一定时，加速度a与时间的变化Δt成反比，当Δt一定时，加速度a与速度的变化Δv成正比，因此，选项A、B错误；加速度a的方向与速度变化量Δv的方向相同，与速度的方向无关，选项C错误，D正确．
2．足球以8 m/s的速度飞来，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(设运动员踢足球的力为恒力)(　　)
A．－20 m/s2　　　　　　 B．20 m/s2
C．100 m/s2 D．－100 m/s2
解析：选D.足球飞来的方向为正方向，则初速度v1＝8 m/s，末速度v2＝－12 m/s.故加速度a＝＝ m/s2＝－100 m/s2，负号表示加速度方向与足球飞来的方向相反，故选项D正确．
　加速度与速度方向的关系对运动的影响
问题导引
城市大街上，车辆如梭，大部分车辆正常行驶，为了相互避让，有加速的，也有减速的．
(1)汽车做加速运动时，加速度与速度的方向有什么关系？减速时呢？
(2)汽车的加速度越大(或越小)，对汽车的速度变化有什么影响？
[要点提示]　(1)汽车加速运动时，加速度与速度方向相同，减速时二者的方向相反．
(2)汽车的加速度越大(或越小)，速度变化得越快(或越慢)．　
【核心深化】
1．加速度与速度的方向关系决定物体加速还是减速，可总结如下：
2．加速度的大小决定物体速度变化的快慢
　物体是加速还是减速取决于二者的方向关系，与加速度大小及加速度的大小的变化均无关．
　(2019·郑州高一检测)物体做直线运动，规定正方向后根据给出的速度和加速度的正负，下列说法正确的是(　　)
A．v＞0，a＜0，物体做加速运动
B．v＜0，a＞0，物体做加速运动
C．v＞0，a＜0，物体做减速运动
D．v＜0，a＜0，物体做减速运动
[解析]　物体做加速运动还是减速运动不是看a的正负，关键看a与v的符号是否相同，即是否同方向，a与v方向相同，物体就做加速运动，a与v方向相反，物体就做减速运动．
[答案]　C
加速度正负的理解误区
(1)物体有加速度，说明物体做变速运动，不一定是加速运动．
(2)物体做加速运动还是减速运动与加速度的大小无关，与加速度方向无关，而与加速度方向与速度方向的关系有关，两者同向加速，反向减速．
　一质点在x轴上运动，初速度v0>0，加速度a>0，加速度a的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到零，则该质点(　　)
A．速度先增大后减小，直到加速度等于零为止
B．速度一直在增大，直到加速度等于零为止
C．位移先增大，后减小，直到加速度等于零为止
D．位移一直在增大，直到加速度等于零为止
解析：选B.质点的加速度方向与速度方向一致，说明质点的速度在增加，加速度增大，方向与速度方向相同，速度继续增大．加速度减小，但方向与速度方向相同，速度继续增大．速度是增加还是减小取决于加速度的方向与初速度的方向是相同还是相反．由于速度方向与位移方向一致，位移一直增大，加速度等于零后，速度不再增大，而位移继续增大，选项B正确．
[随堂检测]
1．对加速度的理解，下列说法正确的是(　　)
A．加速度增大，速度可能减小
B．速度变化量Δv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，加速度一定很大
解析：选A.如果加速度的方向和速度的方向相反，则加速度增大，速度减小，A正确；加速度为速度的变化率，速度变化量大，可能所用时间比较长，故加速度不一定大，B错误；物体有加速度，其与速度方向的关系不确定，所以速度可能增大，也可能减小．物体的速度和加速度没有必然的联系，因此加速度大，速度可能很小，加速度小，速度可能很大，C、D错误．
2．一辆汽车沿平直公路向东行驶，如图所示是该汽车的速度计，在汽车内的观察者观察速度计指针的变化，开始时指针指在如图甲所示的位置，经过8 s后指针指示到如图乙所示的位置，那么它的加速度约为(　　)
A．11 m/s2　　　　　　　 B．－5.0 m/s2
C．1.4 m/s2 D．－1.4 m/s2
解析：选D.由题图可知汽车的初速度v0＝60 km/h≈16.7 m/s，末速度vt＝20 km/h≈5.6 m/s.
由加速度的定义式得
a＝＝ m/s2≈－1.4 m/s2，故选项D正确．
3．(2019·温州高一检测)观察下列几幅照片，根据照片所示情景请你判断他们对这四幅图的理解正确的是(　　)
A．当火药爆炸炮弹还没发生运动瞬间，炮弹的加速度一定为零
B．轿车紧急刹车时，加速度方向可能与速度方向相同
C．高速行驶的磁悬浮列车的加速度可能为零
D．根据图中数据可求出苏炳添在100米比赛中任一时刻的速度
解析：选C.炮弹发射瞬间，尽管速度为零，但速度的变化率较大，即加速度不是零，选项A错误；汽车刹车做减速运动，a与v反向，选项B错误；当磁悬浮列车匀速行驶时，a＝0，选项C正确；根据苏炳添100米用时9秒99，可以求出苏炳添运动的平均速度，求不出任一时刻的速度，选项D错误．
4．(2019·郑州高一检测)乒乓球被称为中国的国球，在历次国际性的比赛中，中国队都取得了非常好的成绩．假设在某次比赛中，中国选手马龙接住了对手打来的速度大小为30 m/s的乒乓球，并将球以45 m/s的速度反向扣杀，从接住到扣杀历时0.15 s，则乒乓球在被扣杀时平均加速度大小为(　　)
A．50 m/s2 B．100 m/s2
C．250 m/s2 D．500 m/s2
解析：选D.以45 m/s方向为正方向
Δv＝45 m/s－(－30 m/s)＝75 m/s
a＝＝500 m/s2
方向与45 m/s方向相同，故选D.