(共35张PPT)第4节 速度变化快慢的描述—加速度
学习目标:1.理解加速度的概念,能区别v、Δv和,理解加速度的物理意义、定义式和单位.2.了解加速度的矢量性,会根据速度与加速度方向的关系判断物体的运动性质.3.通过加速度的概念的建立过程和加速度定义的得出过程,了解和体会比值定义法在科学研究中的应用.4.能应用v-t图像计算a的大小,体会数学知识在物理学中的重要性.
知识点一 加速度
1.物理意义:为了描述物体运动速度变化的快慢而引入的物理量.
2.定义:加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间之比.
3.公式:a=.
4.在国际单位制中,加速度的单位是m/s2,读作米每二次方秒.
知识点二 加速度的方向
1.加速度是矢量(填“矢量”或“标量”),其方向总是与速度变化量的方向相同,其中速度变化量Δv=v-v0.
2.a与v的方向关系:在直线运动中,如果速度增加,a与v的方向相同;如果速度减小,a与v的方向相反.
知识点三 从v-t图像看加速度
在v-t图像中,从图线的倾斜程度就能判断加速度大小,图线的斜率越大,加速度越大.
1.加速度是表示物体运动快慢的物理量.( )
2.加速度是表示物体速度变化快慢的物理量.( )
3.物体的速度很大,加速度不可能为零.( )
4.甲的加速度a甲=2
m/s2,乙的加速度a乙=-3
m/s2,a甲>a乙.( )
5.物体的加速度增大,速度就增大.( )
6.在同一v-t图像中,图线倾角越大,对应图像的物体的加速度就越大.( )
[答案] 1.× 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.√
普通的小型轿车和旅客列车,速度都能达到100
km/h.但是,它们起步后达到这样的速度所需的时间是不一样的.例如一辆小汽车起步时在20
s内速度达到了100
km/h,而一列火车达到这个速度大约要用500
s.
谁的速度“增加”得比较快?它们的速度平均1
s各增加多少?
请再举出一些例子,说明“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.
[答案] 小汽车与火车的速度都由0增大到100
km/h,所用的时间不同,小汽车所用时间较少,因而小汽车的速度增加得快.v=100
km/h=27.8
m/s,小汽车的速度平均每秒增加
m/s=1.39
m/s,火车的速度平均每秒增加
m/s=0.056
m/s.
短跑运动员起跑时,经1
s速度达到6
m/s;一辆自行车从静止开始经5
s速度达到10
m/s.自行车在5
s末的速度比运动员在1
s末的速度大.自行车由静止至速度达到10
m/s,速度变化了10
m/s,而运动员速度变化了6
m/s,自行车的速度变化大.运动员在1
s内增加的速度为6
m/s,自行车经5
s速度由0变为10
m/s,平均每秒增加的速度为2
m/s,比运动员速度变化得慢.可见“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.
要点一加速度
正确理解加速度
(1)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.
(2)物体的速度变化量大,加速度不一定大;物体速度大小不变,加速度不一定为零.
(3)加速度为负,物体不一定做减速运动;物体加速度为零,速度不一定为零.
(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.
(5)加速度方向不一定与速度方向在同一直线上,物体的速度方向改变,加速度方向不一定改变.物体的加速度方向改变,速度方向不一定改变.
【典例1】 关于物体运动的速度和加速度的关系,下列说法正确的是( )
A.物体的加速度为零,速度一定为零
B.速度变化越快,加速度一定越大
C.物体的速度变化越大,加速度一定越大
D.加速度的方向保持不变,速度方向也一定保持不变
[思路点拨] 加速度表示物体速度变化的快慢和方向的物理量,数值上等于单位时间内速度的变化量,即速度的变化率;加速度的大小和方向与速度的大小和方向没有必然的关系,加速度的方向不变,速度的方向也可能变化;加速度为零时,速度不一定为零;速度的变化量大,加速度不一定大.
[解析] 物体的加速度为零时,物体可以做匀速直线运动,故A错误;加速度表示物体速度变化快慢和方向的物理量,物体速度变化越快,加速度越大,故B正确;速度变化越大,加速度不一定越大,还取决于速度变化所用时间的长短,故C错误;加速度方向与速度方向没有必然的关系,加速度的方向不变,速度的方向也可能变化,故D错误.
[答案] B
1当物体做直线运动时,用Δv=v2-v1求速度变化量大小时,应先按选取的正方向确定v1、v2的正负值.
(2)加速度a与速度v无直接关系,与速度变化量Δv也无直接关系.v大,a不一定大;Δv大,a也不一定大;a=,a由Δv、Δt共同决定.
1.加速度是描述物体速度变化快慢的物理量.以下是生活中的几种说法,其含义与物理学中的加速度不同的是( )
A.跑车比一般汽车的加速性能好
B.小汽车比大货车提速快
C.汽车刹车太急
D.高铁列车比汽车运行快
[解析] 跑车比一般汽车的加速性能好,是指跑车的速度增加得快,其含义与物理学中的加速度相同;小汽车比大货车提速快,是指小汽车的速度增加得快,其含义与物理学中的加速度相同;汽车刹车太急,是指加速度太大;高铁列车比汽车运行快,是指高铁列车的速度比汽车的大.故选D.
[答案] D
2.一子弹击中木板的速度是800
m/s,历时0.02
s穿出木板,穿出木板时的速度为300
m/s,假设子弹穿过木板时,速度均匀减小,则子弹穿过木板时的加速度为( )
A.2.5×104
m/s2
B.-2.5×104
m/s2
C.5.5×104
m/s2
D.-5.5×104
m/s2
[解析] 由题意知v1=800
m/s,v2=300
m/s,根据加速度的定义式得a==
m/s2=-2.5×104
m/s2,负号表示子弹加速度方向与初速度方向相反,选项A、C、D错误,B正确.
[答案] B
要点二从v-t图像看加速度
1.定性比较加速度的大小
在同一坐标系中,根据不同物体的v-t图线的倾斜程度可以比较它们的加速度大小,如图所示,a的加速度大于b的加速度.
2.定量计算物体的加速度
(1)在v-t图线上任取两点(t1,v1)、(t2,v2),根据a=可确定加速度.
(2)的正、负表示加速度的方向,的绝对值表示加速度的大小.
【典例2】 如图所示是一个质点运动的v-t图像,试求出该质点在0~4
s内、4~6
s内、6~12
s内的加速度.
[思路点拨] 利用v-t图像分析加速度时,应先在图像上取两点,由a=求该过程的平均加速度,a的正负反映了a的方向与正方向的关系.
[解析] AB段(0~4
s内):
质点做初速度为v0=6
m/s的加速运动,由0~4
s内的速度变化的加速度a1==
m/s2=1.5
m/s2,方向与初速度方向相同.
BC段(4~6
s内):
质点以4
s末的速度(v4=12
m/s)做匀速直线运动,所以4~6
s内的加速度为a2=0.
CD段(6~12
s内):
质点以6
s末的速度(等于质点匀速运动的速度)为初速度做减速运动,由6~12
s内的速度变化得加速度a3==m/s2=-2
m/s2,其方向与初速度方向相反.
[答案] 1.5
m/s2,方向与初速度方向相同 0
-2
m/s2,方向与初速度方向相反
求解加速度的两种思路
(1)利用加速度的定义式a=可求解加速度.
(2)作v-t图像可以求解加速度,斜率的大小表示加速度大小,斜率正负表示加速度方向.
3.(多选)如图为某质点运动的速度—时间图像,下列有关该质点运动情况的判断正确的是( )
A.0~t1时间内加速度为正,质点做加速直线运动
B.t1~t2时间内加速度为正,质点做减速直线运动
C.t2~t3时间内速度为负,质点做加速直线运动
D.t3~t4时间内速度为负,质点做减速直线运动
[解析] 0~t1时间内,加速度为正,速度为正,两者方向相同,质点做加速直线运动,A正确;t1~t2时间内,加速度为负,速度为正,B错误;t2~t3时间内,速度为负,加速度为负,质点做加速直线运动,C正确;t3~t4时间内,速度为负,加速度为正,质点做减速直线运动,D正确.
[答案] ACD
4.如图所示是某质点做直线运动的v-t图像.
(1)质点在图中各段中做什么性质的运动?
(2)在0~4
s内、8~10
s内、10~12
s内质点的加速度各是多少?
[解析] (1)质点在0~4
s内做加速直线运动,在4~8
s内做匀速直线运动,在8~10
s内做减速直线运动,在10~12
s内做反向的加速直线运动.
(2)由a=得
0~4
s内的加速度a1=
m/s2=2.5
m/s2
8~10
s内的加速度a2=
m/s2=-5
m/s2
10~12
s内的加速度a3=
m/s2=-5
m/s2.
[答案] (1)0~4
s内做加速直线运动 4~8
s内做匀速直线运动 8~10
s内做减速直线运动 10~12
s内做反向的加速直线运动
(2)2.5
m/s2 -5
m/s2 -5
m/s2
课堂归纳小结
[知识体系]
[关键点击]
1.加速度是表示速度变化快慢的物理量.加速度的大小与速度、速度变化都无关.
2.加速度的方向与速度变化的方向相同.
3.v-t图像的斜率表示加速度,斜率大小表示加速度大小,斜率正负表示加速度方向.
课后作业(四)
[要点对点练]
要点一:加速度概念的理解及计算
1.一辆小轿车和一辆大货车均做加速直线运动,速度都从零增加到60
km/h,小轿车用时10
s,大货车用时20
s,在上述加速过程中( )
A.小轿车的速度变化量较大
B.大货车的速度变化量较大
C.小轿车的加速度较大
D.大货车的加速度较大
[解析] 一辆小轿车和一辆大货车均做加速直线运动,速度都从零增加到60
km/h,可知速度变化量相同,故A、B错误;根据a=知,速度变化量相同,小轿车速度变化的时间短,则小轿车的加速度较大,C正确,D错误.
[答案] C
2.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的大小由速度的变化量Δv决定
C.加速度a的方向与速度变化量Δv的方向相反
D.叫作速度的变化率,即加速度
[解析] 根据加速度的定义式a=知,加速度a等于Δv与Δt之比,即速度的变化率,当Δv一定时,加速度a与时间的变化量Δt成反比,当Δt一定时,加速度a与速度的变化量Δv成正比,因此,选项A、B错误;选项D正确;加速度a的方向与速度变化量Δv的方向相同,选项C错误.
[答案] D
3.如图所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是v1,经过一小段时间之后,速度变为v2,Δv表示速度的变化量,由图中信息可知( )
A.汽车在做加速直线运动
B.汽车的加速度方向与v1的方向相同
C.汽车的加速度方向与v1的方向相反
D.汽车的加速度方向与Δv的方向相反
[解析] 速度是矢量,根据图可知,速度的变化量Δv=v2-v1,Δv的方向与初速度方向相反,而加速度的方向与速度变化量的方向相同,所以加速度方向与初速度方向相反,物体做减速运动,所以C选项是正确的.
[答案] C
4.奥迪车有多种车型,如30TFSI、35TFSI、50TFSI(每个车型字母前的数字称为G值),G值用来表示车型的整体加速度,数字越大,加速越快.G值的大小为车辆从静止开始加速到100
km/h的平均加速度数值(其单位为m/s2)再乘以10.则车型为35TFSI的奥迪车从静止开始加速到100
km/h的时间约为( )
A.2.86
s
B.28.6
s
C.7.94
s
D.10.3
s
[解析] 根据题意可以知道,35TFSI的加速度a=3.5
m/s2,v=
m/s≈27.8
m/s,故加速时间t==
s=7.94
s.所以C选项是正确的.
[答案] C
5.物体做加速度恒定、速度增加的直线运动,已知加速度为2
m/s2,则( )
A.物体在某秒末的速度一定是该秒初的速度的2倍
B.物体在某秒末的速度一定比该秒初的速度大2
m/s
C.物体在某秒初的速度一定比前秒末的速度大2
m/s
D.物体在某秒末的速度一定比前秒初的速度大2
m/s
[解析] 要理解某秒末与该秒初相隔1
s,某秒初与前秒末是同一时刻,某秒末与前秒初相隔2
s,分析可知选项B正确.
[答案] B
6.一汽车由静止加速到20
m/s所用时间为5.0
s.若此过程中汽车的运动可视为加速度恒定的直线运动,则其加速度的大小为( )
A.0.25
m/s2
B.4.0
m/s2
C.25
m/s2
D.100
m/s2
[解析] 根据加速度的定义可得汽车的加速度大小为a==
m/s2=4.0
m/s2,选项B正确.
[答案] B
要点二:从v-t图像看加速度
7.如图是某物体运动过程的v-t图像,以下说法正确的是( )
A.物体运动的速度越来越小
B.物体运动的速度越来越大,加速度不变
C.物体运动的速度越来越大,加速度越来越小
D.物体运动的速度越来越大,加速度也越来越大
[解析] 由v-t图像可知,物体的速度越来越大,选项A错误;v-t图线的斜率表示加速度,由v-t图像可知,其加速度越来越小,故选项C正确,B、D错误.
[答案] C
8.某质点运动的v-t图像如图所示,则该质点做( )
A.往复运动
B.匀速直线运动
C.朝某一方向的直线运动
D.不能确定
[解析] 由v-t图像可知,速度v一直为正值,故物体一直沿同一方向做直线运动,故A错误,C正确;由v-t图像可知,物体的速度是变化的,做的是非匀速直线运动,故B错误;由上述分析可以知道,D错误.
[答案] C
9.一物体沿直线运动时的速度—时间图像如图所示,则以下说法中正确的是( )
A.物体沿直线向一个方向运动
B.物体沿直线做往复运动
C.物体加速度最大的时刻为1
s、3
s、5
s
D.物体在1
s、3
s、5
s时刻速度方向发生变化
[解析] 由v-t图像可以看出物体的速度大小和方向周期性变化,而速度的正负表示物体的运动方向,所以物体沿直线做往复运动,故A错误,B正确;图线切线的斜率表示加速度,则物体加速度最大的时刻为0、2
s、4
s、6
s,故C错误;物体在2
s、4
s、6
s时刻速度方向发生变化,故D错误.
[答案] B
[综合提升练]
10.(多选)下列根据给出的速度和加速度的正负,对运动性质的判断正确的是( )
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,物体做减速运动
D.v0>0,a=0,物体做匀速运动
[解析] 速度与加速度方向相同,物体做加速运动;速度与加速度方向相反,物体做减速运动;速度不为零,加速度为零,物体做匀速直线运动.
[答案] BCD
11.(多选)一质点某时刻的速度大小为2
m/s,2
s后的速度大小变为4
m/s,则下列判断正确的是( )
A.该质点的速度变化量的大小一定为2
m/s
B.该质点的速度变化量的大小可能大于2
m/s
C.该质点的加速度大小一定为1
m/s2
D.该质点的加速度大小可能大于1
m/s2
[解析] 本题中只确定了初、末速度的大小,而没确定初、末速度的方向,考虑到速度和加速度均是矢量,所以求解时应先规定正方向,分两种情况考虑.规定初速度方向为正方向,则初速度v1=2
m/s,而末速度可能是v2=4
m/s,也可能是v2=-4
m/s,故速度变化量Δv为2
m/s或-6
m/s,选项A错误,选项B正确;根据加速度的定义式a=可得,加速度为1
m/s2或-3
m/s2,选项C错误,选项D正确.
[答案] BD
12.2016年1月16日,在西昌卫星发射中心,用长征三号丙运载火箭成功将白俄罗斯“通信一号”卫星送入预定轨道.假设发射的火箭在某段时间内由地面竖直向上运动,该段时间内其竖直方向上的v-t图像如图所示,由图像可知( )
A.0~t1时间内火箭的加速度小于t1~t2时间内火箭的加速度
B.在0~t2时间内火箭上升,t2~t3时间内火箭下落
C.t2时刻火箭离地面最远
D.t3时刻火箭回到地面
[解析] 由题意知,图像是以向上为正方向,0~t1时间内为向上的加速运动,t1~t2时间内仍为向上的加速运动,但t1~t2时间内的加速度比0~t1时间内的加速度大,A正确;t2~t3时间内火箭速度仍向上,但加速度为负,即加速度与速度方向相反,火箭向上做减速运动,到t3时刻速度为零,即到达了最高点,故B、C、D均错误.
[答案] A
13.如图所示,实线为两个在同一直线上运动的物体a和b的v-t图像,由图可以知道( )
A.两物体的速度方向相反,加速度方向也相反,a的加速度小于b的加速度
B.两物体的速度方向相反,加速度方向也相反,a的加速度大于b的加速度
C.两物体的速度方向相同,加速度方向相反,a的加速度大于b的加速度
D.两物体的速度方向相同,加速度方向相同,a的加速度大于b的加速度
[解析] 由于a、b的v-t图像都在第一象限,物体的速度方向均为正,即两物体的运动速度方向相同;由于图线的(斜率)等于加速度,两图线的(斜率)有正有负,即表示两物体的加速度的方向相反,即a为正方向,b为负方向;两直线的(斜率)的绝对值a大于b,即a的加速度大于b的加速度,故C正确,A、B、D均错误.
[答案] C
14.为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0
cm的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下先后以恒定加速度通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.30
s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.10
s,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Δt=3.0
s.试估算滑块的加速度多大.
[解析] 遮光板通过第一个光电门的速度
v1==
m/s=0.10
m/s
遮光板通过第二个光电门的速度
v2==
m/s=0.30
m/s
故滑块的加速度a=≈0.067
m/s2.
[答案] 0.067
m/s2
15.有些国家的交管部门为了交通安全,特制定了死亡加速度为500g(g=10
m/s2)这一数值以警示世人.意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险.这么大的加速度,一般车辆是达不到的,但是如果发生交通事故时,将会达到这一数值.试判断:
两辆摩托车以36
km/h的速度相向而撞,碰撞时间为2×10-3
s,驾驶员是否有生命危险?
[解析] 摩托车的初速度v0=36
km/h=10
m/s,末速度vt=0
这一碰撞过程的时间Δt=2×10-3
s
由加速度的定义式a=
得加速度的大小为a==
m/s2=5×103
m/s2=500g,所以驾驶员有生命危险.
[答案] 有生命危险
12课后作业(四)
[要点对点练]
要点一:加速度概念的理解及计算
1.一辆小轿车和一辆大货车均做加速直线运动,速度都从零增加到60
km/h,小轿车用时10
s,大货车用时20
s,在上述加速过程中( )
A.小轿车的速度变化量较大
B.大货车的速度变化量较大
C.小轿车的加速度较大
D.大货车的加速度较大
[解析] 一辆小轿车和一辆大货车均做加速直线运动,速度都从零增加到60
km/h,可知速度变化量相同,故A、B错误;根据a=知,速度变化量相同,小轿车速度变化的时间短,则小轿车的加速度较大,C正确,D错误.
[答案] C
2.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的大小由速度的变化量Δv决定
C.加速度a的方向与速度变化量Δv的方向相反
D.叫作速度的变化率,即加速度
[解析] 根据加速度的定义式a=知,加速度a等于Δv与Δt之比,即速度的变化率,当Δv一定时,加速度a与时间的变化量Δt成反比,当Δt一定时,加速度a与速度的变化量Δv成正比,因此,选项A、B错误;选项D正确;加速度a的方向与速度变化量Δv的方向相同,选项C错误.
[答案] D
3.如图所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是v1,经过一小段时间之后,速度变为v2,Δv表示速度的变化量,由图中信息可知( )
A.汽车在做加速直线运动
B.汽车的加速度方向与v1的方向相同
C.汽车的加速度方向与v1的方向相反
D.汽车的加速度方向与Δv的方向相反
[解析] 速度是矢量,根据图可知,速度的变化量Δv=v2-v1,Δv的方向与初速度方向相反,而加速度的方向与速度变化量的方向相同,所以加速度方向与初速度方向相反,物体做减速运动,所以C选项是正确的.
[答案] C
4.奥迪车有多种车型,如30TFSI、35TFSI、50TFSI(每个车型字母前的数字称为G值),G值用来表示车型的整体加速度,数字越大,加速越快.G值的大小为车辆从静止开始加速到100
km/h的平均加速度数值(其单位为m/s2)再乘以10.则车型为35TFSI的奥迪车从静止开始加速到100
km/h的时间约为( )
A.2.86
s
B.28.6
s
C.7.94
s
D.10.3
s
[解析] 根据题意可以知道,35TFSI的加速度a=3.5
m/s2,v=
m/s≈27.8
m/s,故加速时间t==
s=7.94
s.所以C选项是正确的.
[答案] C
5.物体做加速度恒定、速度增加的直线运动,已知加速度为2
m/s2,则( )
A.物体在某秒末的速度一定是该秒初的速度的2倍
B.物体在某秒末的速度一定比该秒初的速度大2
m/s
C.物体在某秒初的速度一定比前秒末的速度大2
m/s
D.物体在某秒末的速度一定比前秒初的速度大2
m/s
[解析] 要理解某秒末与该秒初相隔1
s,某秒初与前秒末是同一时刻,某秒末与前秒初相隔2
s,分析可知选项B正确.
[答案] B
6.一汽车由静止加速到20
m/s所用时间为5.0
s.若此过程中汽车的运动可视为加速度恒定的直线运动,则其加速度的大小为( )
A.0.25
m/s2
B.4.0
m/s2
C.25
m/s2
D.100
m/s2
[解析] 根据加速度的定义可得汽车的加速度大小为a==
m/s2=4.0
m/s2,选项B正确.
[答案] B
要点二:从v-t图像看加速度
7.如图是某物体运动过程的v-t图像,以下说法正确的是( )
A.物体运动的速度越来越小
B.物体运动的速度越来越大,加速度不变
C.物体运动的速度越来越大,加速度越来越小
D.物体运动的速度越来越大,加速度也越来越大
[解析] 由v-t图像可知,物体的速度越来越大,选项A错误;v-t图线的斜率表示加速度,由v-t图像可知,其加速度越来越小,故选项C正确,B、D错误.
[答案] C
8.某质点运动的v-t图像如图所示,则该质点做( )
A.往复运动
B.匀速直线运动
C.朝某一方向的直线运动
D.不能确定
[解析] 由v-t图像可知,速度v一直为正值,故物体一直沿同一方向做直线运动,故A错误,C正确;由v-t图像可知,物体的速度是变化的,做的是非匀速直线运动,故B错误;由上述分析可以知道,D错误.
[答案] C
9.一物体沿直线运动时的速度—时间图像如图所示,则以下说法中正确的是( )
A.物体沿直线向一个方向运动
B.物体沿直线做往复运动
C.物体加速度最大的时刻为1
s、3
s、5
s
D.物体在1
s、3
s、5
s时刻速度方向发生变化
[解析] 由v-t图像可以看出物体的速度大小和方向周期性变化,而速度的正负表示物体的运动方向,所以物体沿直线做往复运动,故A错误,B正确;图线切线的斜率表示加速度,则物体加速度最大的时刻为0、2
s、4
s、6
s,故C错误;物体在2
s、4
s、6
s时刻速度方向发生变化,故D错误.
[答案] B
[综合提升练]
10.(多选)下列根据给出的速度和加速度的正负,对运动性质的判断正确的是( )
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,物体做减速运动
D.v0>0,a=0,物体做匀速运动
[解析] 速度与加速度方向相同,物体做加速运动;速度与加速度方向相反,物体做减速运动;速度不为零,加速度为零,物体做匀速直线运动.
[答案] BCD
11.(多选)一质点某时刻的速度大小为2
m/s,2
s后的速度大小变为4
m/s,则下列判断正确的是( )
A.该质点的速度变化量的大小一定为2
m/s
B.该质点的速度变化量的大小可能大于2
m/s
C.该质点的加速度大小一定为1
m/s2
D.该质点的加速度大小可能大于1
m/s2
[解析] 本题中只确定了初、末速度的大小,而没确定初、末速度的方向,考虑到速度和加速度均是矢量,所以求解时应先规定正方向,分两种情况考虑.规定初速度方向为正方向,则初速度v1=2
m/s,而末速度可能是v2=4
m/s,也可能是v2=-4
m/s,故速度变化量Δv为2
m/s或-6
m/s,选项A错误,选项B正确;根据加速度的定义式a=可得,加速度为1
m/s2或-3
m/s2,选项C错误,选项D正确.
[答案] BD
12.2016年1月16日,在西昌卫星发射中心,用长征三号丙运载火箭成功将白俄罗斯“通信一号”卫星送入预定轨道.假设发射的火箭在某段时间内由地面竖直向上运动,该段时间内其竖直方向上的v-t图像如图所示,由图像可知( )
A.0~t1时间内火箭的加速度小于t1~t2时间内火箭的加速度
B.在0~t2时间内火箭上升,t2~t3时间内火箭下落
C.t2时刻火箭离地面最远
D.t3时刻火箭回到地面
[解析] 由题意知,图像是以向上为正方向,0~t1时间内为向上的加速运动,t1~t2时间内仍为向上的加速运动,但t1~t2时间内的加速度比0~t1时间内的加速度大,A正确;t2~t3时间内火箭速度仍向上,但加速度为负,即加速度与速度方向相反,火箭向上做减速运动,到t3时刻速度为零,即到达了最高点,故B、C、D均错误.
[答案] A
13.如图所示,实线为两个在同一直线上运动的物体a和b的v-t图像,由图可以知道( )
A.两物体的速度方向相反,加速度方向也相反,a的加速度小于b的加速度
B.两物体的速度方向相反,加速度方向也相反,a的加速度大于b的加速度
C.两物体的速度方向相同,加速度方向相反,a的加速度大于b的加速度
D.两物体的速度方向相同,加速度方向相同,a的加速度大于b的加速度
[解析] 由于a、b的v-t图像都在第一象限,物体的速度方向均为正,即两物体的运动速度方向相同;由于图线的(斜率)等于加速度,两图线的(斜率)有正有负,即表示两物体的加速度的方向相反,即a为正方向,b为负方向;两直线的(斜率)的绝对值a大于b,即a的加速度大于b的加速度,故C正确,A、B、D均错误.
[答案] C
14.为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0
cm的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下先后以恒定加速度通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.30
s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.10
s,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Δt=3.0
s.试估算滑块的加速度多大.
[解析] 遮光板通过第一个光电门的速度
v1==
m/s=0.10
m/s
遮光板通过第二个光电门的速度
v2==
m/s=0.30
m/s
故滑块的加速度a=≈0.067
m/s2.
[答案] 0.067
m/s2
15.有些国家的交管部门为了交通安全,特制定了死亡加速度为500g(g=10
m/s2)这一数值以警示世人.意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险.这么大的加速度,一般车辆是达不到的,但是如果发生交通事故时,将会达到这一数值.试判断:
两辆摩托车以36
km/h的速度相向而撞,碰撞时间为2×10-3
s,驾驶员是否有生命危险?
[解析] 摩托车的初速度v0=36
km/h=10
m/s,末速度vt=0
这一碰撞过程的时间Δt=2×10-3
s
由加速度的定义式a=
得加速度的大小为a==
m/s2=5×103
m/s2=500g,所以驾驶员有生命危险.
[答案] 有生命危险
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