第一章
运动的描述
4.速度变化快慢的描述——加速度
目标体系构建
课前预习反馈
课内互动探究
核心素养提升
素养脉络构建
课堂达标检测
夯基提能作业
目标体系构建
【学习目标】
1.知道加速度的定义、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的方向关系判断物体的运动性质。
3.体会比值定义法在科学研究中的应用。
4.会应用v-t图像计算加速度的大小。
【思维脉络】
课前预习反馈
知识点 1
加速度
快慢
变化量
时间
米每二次方秒
m/s2
矢
知识点 2
加速度的方向
速度变化
相同
相反
1.v-t图像反映了物体的速度随_______变化的规律。
知识点 3
从v-t图像看加速度
时间
斜率
加速度
大
『判一判』
(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大小的物理量。( )
(3)加速度是表示物体速度变化快慢的物理量。( )
(4)物体的加速度为正值时,物体一定做加速运动。( )
(5)物体A的加速度为2 m/s2,B的加速度为-3 m/s2,则A的加速度大于B的加速度。( )
(6)物体A的加速度为2 m/s2,则物体一定做加速运动。( )
(7)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。( )
预习自测
×
×
√
×
×
×
√
『选一选』
有时,我们靠近正在地面取食的小鸟时,它会毫不慌张,当我们感觉能把它抓住时,它却总能立刻飞走,这是因为小鸟在起飞时具有较大的( )
A.速度
B.加速度
C.速度的改变量
D.位移
解析:小鸟起飞时的速度变化很快即加速度较大,B正确。
B
『想一想』 在如图所示的三种情况中,小车是否都有加速度?请说明理由。
答案:都有加速度。(a)中速度大小发生变化;(b)中速度方向发生变化;(c)中速度的大小和方向都发生变化,所以三种情况中都有加速度。
课内互动探究
下图为猎豹、列车、战斗机的运动图片
一
对加速度的理解
情境导入
图甲中猎豹捕食时能在4 s内速度由零增加到30 m/s;图乙中以50 m/s高速行驶的列车急刹车能在30 s内停下来;图丙中战斗机在试飞时以600 m/s的速度在空中匀速飞行。试结合以上情景分析:
(1)哪一个物体的速度最大?哪一个物体的速度变化量最大?哪一个物体的加速度最大?
(2)能否说明速度大加速度就大?能否说明速度变化量大,加速度就大?
提示:(1)战斗机速度最大 列车速度变化量最大,猎豹加速度最大 (2)不能 不能
要点提炼
3.速度v、速度变化量Δv与加速度的比较
特别提醒
典例剖析
典题 1
CD
1.(2019·山东济南一中高一上学期期中)如图甲所示,火箭发射时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s。如图乙所示,汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5 s内停下来,下列说法中正确的是( )
对点训练
B
A.10 s内火箭的速度改变量为10 m/s
B.2.5 s内汽车的速度改变量为-30 m/s
C.火箭的速度变化比汽车的快
D.火箭的加速度比汽车的加速度大
大街上,车辆如梭,有加速的,有减速的,有来有往。
二
加速度的方向
情境导入
(1)汽车做加速运动时,加速度的方向有什么特点?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?
提示:(1)汽车做加速运动时,加速度方向与速度方向相同;汽车做减速运动时,加速度方向与速度方向相反。
(2)汽车的加速度越大,汽车速度变化得越快;汽车的加速度越小,汽车速度变化得越慢。
1.加速度是矢量,方向与初速度v1,末速度v2方向无关,与速度变化量Δv=v2-v1方向相同。
2.加速度的大小决定了速度变化的快慢
加速度大,其速度变化一定快;加速度小,其速度变化一定慢。加速度增大,则速度变化得越来越快,加速度减小,则速度变化得越来越慢,如图所示:
要点提炼
3.加速度的方向决定了物体的运动性质
(1)加速度方向与速度方向相同时,物体做加速直线运动。两种情况如图:
(2)加速度方向与速度方向相反时,物体做减速直线运动。两种情况如图:
一质点自原点开始在x轴上运动,初速度v0>0,加速度a>0,且a值不断减小直至为零,则质点的 ( )
A.速度不断减小,位移不断减小
B.速度不断减小,位移继续增大
C.速度不断增大,当a=0时,速度达到最大,位移不断增大
D.速度不断减小,当a=0时,位移达到最大值
典例剖析
典题 2
C
解析:由于初速度v0>0,加速度a>0,即速度和加速度同向,不管加速度大小如何变化,速度都是在增加的,当加速度减小时,相同时间内速度的增加量减小,当a=0时,速度达到最大值,位移不断增大。
思维升华:
1.物体存在加速度,表明物体在做变速运动,但不一定做加速运动。
2.物体做加速运动还是在减速运动,不能根据加速度的正、负来判断,要根据加速度的方向与速度的方向的关系来判断。
2.(2019·海南省三亚华侨学校高一上学期期中)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。由图中所示信息可知( )
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Δv的方向相同
D.汽车的加速度方向与Δv的方向相反
对点训练
C
解析:由题图可知,v1>v2,表示汽车做减速直线运动,选项A错误;Δv的方向与v1的方向相反,又加速度a与Δv的方向相同,所以汽车的加速度a的方向与v1的方向相反,选项B、D错误,C正确。
如图所示是两个物体运动的v-t图像。
三
从“v-t”图像看加速度
情境导入
(1)物体a、b分别做什么运动?物体a和b谁的加速度更大?
(2)图像上E、F两点的纵坐标的变化量与横坐标的变化量的比值有什么含义?
1.v-t图像的意义:v-t图像描述的是物体速度随时间的变化规律。
2.图像上的“点、截距、斜率”的意义
要点提炼
点
某时刻的速度
截距
横截距
速度为零的时刻
纵截距
初速度
斜率
大小
加速度大小
正负
加速度的方向
如图是做直线运动的某质点v-t图像,请分析:
(1)质点在图中各段时间内分别做什么运动?
(2)在0~4 s、8~10 s、10~12 s内质点的加速度各是多少?
典例剖析
典题 3
解析:(1)在0~4 s内质点的速度不断增大,且方向始终沿正方向,则质点做正向加速直线运动;
在4~8 s内, 质点的速度始终为10 m/s,则质点做正向匀速直线运动;
在8~10 s内,质点的速度不断减小,且方向始终为正,则质点做正向减速直线运动;
在10~12 s内,质点的速度不断增大,且方向始终为负,则质点做反向加速直线运动。
思维升华: (1)只要图像的斜率相同,则加速度的大小和方向都相同。
(2)图像向下倾斜表示加速度沿负方向,速度可能沿负方向在增大,也可能沿正方向在减小。
(3)图像不是物体运动的轨迹,分析问题时要根据图像的变化,判断物体速度、位移、加速度的变化情况,进而建立物体运动的情景。 总之图像是数学语言,将其转换成物理情景,是解决图像问题的前提。
3.2019年12月27日,长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场中心,将“实践二十号”卫星准确送入预定轨道,任务取得圆满成功。如图,假设发射的火箭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图像可简化为如图所示,由图像可知( )
对点训练
A
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:由所给图像的斜率知,火箭的加速度在0~t1时间段内小于t1~t2时间段内,A正确;火箭在0~t3时间段内一直上升,B错误;t3时刻火箭上升到最高点,距地面最远,C、D错误。
核心素养提升
如图所示,小球以5 m/s的初速度自由冲上光滑的斜面(设斜面足够长),2 s末速度大小变为1 m/s,则这段时间内小球的( )
A.速度变化的大小可能大于5 m/s
B.速度变化的大小一定等于4 m/s
C.加速度的大小可能大于2 m/s2
D.加速度的大小可能等于2 m/s2
易错点:对速度与加速度的矢量性认识不足
案 例
ACD
错解:BD
素养警示
速度是矢量,求解矢量问题必须先规定正方向。题目中涉及矢量的大小,则一定要考虑其方向可能的情况。往往存在多解的可能。
素养脉络构建