第一章 运动的描述
§第4节 速度变化快慢的描述--加速度
2020-2021新教材人教版物理(必修第一册)
其实在生活中,大部分物体的运动的速度都是时刻在变化着的,
有的运动过程,物体速度变快(加速),有的速度变慢(减速)......
速度变化有没有
快慢之分呢?
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怎么比较快慢
请回忆我们如何判断速度快慢?
物体的位移与所需
时间的比值,即
那如何判断速度变化快慢呢?
初始速度v0(m/s)
经过时间t (s)
末了速度v (m/s)
速度变化大小Δv (m/s)
每秒速度变化量(m/s)
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
E、飞机在天空飞行
300
10
300
思考
9
6
6
20
0
3
2
0.3
0.2
0
问题1:如何比较A、B速度变化的快慢?
问题2:如何比较B、C速度变化的快慢?
问题3:如何比较C、D速度变化的快慢
相同时间比速度变化的大小
相同速度变化比时间的大小
计算每秒速度变化量!
一、加速度
⒈ 定义:
v0----初速度
v----末速度
⒉ 定义式:
⒊单位:在国际单位制中,加速度的单位是m/s2
⒋物理意义:描述物体速度变化的“快慢”
速度的变化量跟发生这一变化所用时间的比值。 符号 a
5、矢量性: 大小:等于单位时间内速度的变化量。
方向:与速度变化量△v的方向相同
读作“米每二次方秒”
探究新知
考:
例1. 某物体做匀加速直线运动,已知加速度为2 m/s2 那么在任意1s 内( )
A、物体的末速度一定等于初速度的两倍
B、物体的末速度一定比初速度大2 m/s
C、物体的末速度一定比前1s内的末速度大2 m/s
D、物体的末速度一定比前1s内的初速度大2m/s
BC
例2、飞机起飞前在地面上滑行,可以在30s内,速度由零增加到81m/s。那么,飞机起飞前的加速度为多少?
例3、汽车急刹车时,可以在3秒内速度由18m/s减小到零。那么,汽车急刹车时的加速度为多少?
加速度为负的含义是什么呢?
例4、如图所示,小球以3m/s的速度与墙发生碰撞,后被原速率反弹,碰撞时间为0.2s,求在碰撞过程中,小球的加速度。
解:以向右为正方向
速度的变化量Δv=v2-v1 = -6m/s,
则v1 =3m/s, v2=-3m/s
3m/s
3m/s
即:小球加速度大小为30m/s2,方向向左
想一想:
速度大,速度变化量一定大吗?
速度大,加速度一定大吗?
速度变化量大,加速度一定大吗?
速度变化快,加速度一定大吗?
“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。
1.“速度大”,是指位置变化快 。
2.“速度变化大”,是指末速度与初速度的差别大。
3.“速度变化得快” ,是指单位时间内速度变化大。
【结论】 “速度”、“速度变化量”、“加速度(速度变化率快)”三者无必然联系。
例5. 关于速度、速度改变量、加速度,正确的说法是:( )
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,可以为零
C、某时刻物体的速度为零,其加速度不可能为零
D、加速度很大时,运动物体的速度一定很大
B
在变速直线运动中,若取初速度v0 的方向为正方向,则
(1) 当v > v0 时:
v0
v (v > v0)
v0
v (v < v0 )
二、加速度方向与速度方向的关系
(2) 当v < v0 时:
△V
△V
与v0 方向相同
与v0 方向相反
>0
<0
Δ
v
v1
v2
Δ
v
v1
v2
① 加速运动:
② 减速运动:
速度变化量:矢量,v1末端指向v2末端
加速度:矢量,且方向与速度变化量方向相同,与速度方向没有必然联系。
a
a
a、v同向
a、v反向
a、b分别是两个物体运动的v-t图像。哪个物体运动的加速度较大?为什么?
三、从v-t 图象看加速度
?t
?v
t1
v1
t2
v2
b
v(m/s)
O
a
从曲线的倾斜程度就能判断加速度的大小,比值?v/?t就是加速度的数值。
小三角形水平的直角边代表时间间隔?t,竖直直角边代表速度的变化量?v 。
t/s
从v-t 图象看加速度
从 v-t 图象看加速度
t/s
O
v/m·s-1
10
15
5
4
6
2
A
B
思考:A、B两物体哪个的速度变化快?
A物体的加速度为 。
B物体的加速度为 。
0.5m/s2
0.2m/s2
O
v/m·s-1
t/s
4
6
2
4
6
2
1、前2秒内的加速度
2、2s—4s的加速度
0
3、4s—6s的加速度
注意:加速度为负值表示速度减小,此时,加速度方向与速度方向相反
【对比分析】 下图所示是曲线形状相同的v-t图象甲和x-t图象乙.试分析两图各自表示的运动情况.
解析
甲图:0~2 s内,物体做加速运动;
2~4 s内,物体做匀速直线运动,速度为3 m/s;
4~5 s内,物体做减速运动.
乙图:0~2 s内,物体做匀速直线运动,速度为1.5 m/s;
2~4 s内,物体静止;
4~5 s内,物体做反向的匀速直线运动,速度的大小为3 m/s.
x-t
v-t
?表示物体做匀速直线运动(斜率表示速度)
?表示物体静止
?表示物体向负方向做匀速直线运动
④交点表示三个运动物体在该时刻相遇
a:t1时刻物体位移为x1
?表示物体做初速度为零的匀加速直线运动(斜率表示加速度a)
?表示物体做匀速直线运动
③表示物体做匀减速直线运动
④交点表示三个运动物体在该时刻速度相同
a:初速度为零的物体在t1时刻速度为v1(图中阴影面积表示物体在0-t1时间内的位移)
?
?
?
④
x
t
t1
x1
O
?
?
?
④
O
t
v
t1
v1
小结
1.下列关于速度和加速度的叙述中,结论正确的是 ( )
A、物体的速度越大,它的加速度也一定越大
B、物体运动的加速度为零,它的速度也为零
C、物体运动的速度改变越大,它的加速度也一定越大
D、加速度的大小就是速度对时间的变化率的大小
D
课堂练习
2(双选)物体做直线加速运动,加速度为2m/s2,那么任1秒内物体( )
A、末速度的大小是初速度的2倍
B、末速度比初速度大2m/s
C、末速度比前1秒初大2m/s
D、末速度比前1秒末大2m/s
BD
3.A物体速度由36km/h增加到54km/h用了10s时间;B物体在5s内速度减小了3m/s;C物体的加速度等于15cm/s2;D物体每秒钟速度的改变量为2m/s.这四个物体哪个加速最大?哪个加速最小?
解:A物加速度
B物加速度
C物加速度
D物加速度
则得:物体D的加速度最大,C的加速度最小.
v/m.s-1
t/s
o
3
2
1
2
3
-2
-3
1
4.如图所示为一物体做匀变速
直线运动的速度图像。根据图像作出
的下列判断不正确的是( )
A、0-2s内,物体以3m/s的初速度沿正方向运动
B、物体的加速度大小为1.5m/s2,方向为负方向
C、2s末物体位于出发点
D、该物体0-4s内的平均速度大小为0
-1
4
C
5:一枚火箭由地面竖直向上发射,其x-t图象如图所示,由图象可知( )
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在时间内火箭下落
C.t2时刻火箭离地面最远
D.t3时刻火箭回到地面
x
BCD
速度的改变
速度
加速度
表示运动的快慢
表示速度的变化
表示速度变化的快慢
v
Δv=vt-v0
1、定义:速度的改变跟发生这一改变所用的时间的比值
2、公式:
4、矢量性:加速度的方向与速度变化的方向相同
5、匀变速直线运动的特点:加速度是恒定的直线运动
3、单位:m/s
2
课堂小结
谢谢聆听