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第1章
运动的描述
第4节
加速度
一、知识点
1.速度变化量与变化率:
①速度变化量(增量):△v=v-v0
②速度变化率(加速度):a=
③易错概念:
(1)速度变化量△v本身也是一个矢量(方向与v、v0的方向无直接关系),是由两个矢量减法产生的新矢量;
(2)
a
的方向与v、v0方向都无关),是与速度变化量△v的方向一致的;
(3)变化大小与变化快慢是不同的:变化大小只是初末之差,而变化快慢有时间的因素;变化大不一定变化快;
(4)
a
本质上是合外力产生的,所以其实
a
与
v
无关:v
很大,a
可以为零;v
为零,a
可以很大;v
是正,a
可以是正或者负或者任意方向都可以。
例题1、下列关于加速度的说法中,正确的是( )
A.加速度越大,速度变化越大
B.加速度越大,速度变化越快
C.加速度的方向和速度方向一定相同
D.物体速度不变化,而加速度可以变化很大
【答案】B
【详解】
根据加速度的定义式a=,加速度等于速度的变化率。物体的速度变化量大,加速度不一定大。加速度与速度无关。
AB.加速度等于速度的变化率,加速度越大,则物体的速度变化率大,即速度变化越快,而不是速度变化越大.故A错误,B正确;
C.加速度的方向与速度变化方向相同,可能与速度方向相同,也可能与速度方向相反.故C错误;
D.物体的速度不变化,加速度一定为零,故D错误。
故选B。
例题2、一个做变速直线运动的物体,加速度逐渐减小,直至为零,那么该物体运动的情况可能是( )
A.速度不断增大,加速度为零时,速度最大
B.速度不断减小,加速度为零时,速度最小
C.速度的变化率越来越小
D.速度一定是越来越小
【答案】ABC
【详解】
根据物体的加速度表示速度变化的快慢,与速度大小无关,分析物体可能的运动情况。
A.若加速度方向与速度方向相同,加速度逐渐变小时,速度仍不断增大,当加速度减为零时,物体做匀速直线运动,速度达到最大。比如汽车以额定功率在平直的公路上起动过程,故A正确;
B.若加速度方向与速度方向相反,速度不断减小,当加速度减为零时,物体做匀速直线运动,速度达到最小。这种运动是可能的,故B正确;
C.加速度减小,物体的速度变化一定越来越慢,变化率越来越小,故C正确;
D.由于加速度与速度方向的关系未知,加速度减小,速度不一定减小,故D错误。
故选ABC。
【点评】本题考查对加速度与速度关系的理解能力,加速度减小,速度不一定减小。
2.加速度
(1)加速度的定义:加速度是表示速度改变快慢的物理量,它等于速度的改变量跟发生这一改变量所用时间的比值,定义式:
a=
(2)加速度单位:在国际单位制中是:米/秒2,读作“米每两次方秒”符号是m/s2(或m?s-2).常用单位还有厘米/秒2(cm/s2)等。
(3)加速度是矢量,在变速直线运动中,若加速度的方向与速度方向相同,则质点做加速运动;若加速度的方向与速度方向相反,则质点做减速运动。
(4)加速度和速度的区别:①它们具有不同的含义:加速度描述的是速度改变的快慢,速度描述的是位移改变的快慢;②速度大,加速度不一定大;加速度大速度不一定大,速度变化量大,加速度不一定大.加速度为零,速度可以不为零;速度为零,加速度可以不为零。
例题3、物体做匀变速直线运动,某时刻速度为10m/s,经2s速度的大小变为22m/s,则物体的加速度大小可能是(
)
A.2
m/s2
B.6
m/s2
C.8
m/s2
D.16
m/s2
【答案】BD
【详解】
根据加速度的定义代入数据求解。
速度大小变为,速度可能为或者,则加速度可能是
或者
则加速度大小可能是或者,故AC错误,
BD正确。
故选BD。
【点评】解决本题的关键是注意速度的矢量性,即速度既有大小又有方向。
例题4、一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4
m/s,1
s后速度的大小变为10
m/s,在这1
s内该物体的( )
A.速度变化的大小可能小于4
m/s
B.速度变化的方向可能与原速度方向反向
C.加速度的方向可能与原速度方向反向
D.加速度的大小可能大于10
m/s2
【答案】BCD
【解析】
AB.规定初速度的方向为正方向,若后的速度方向与初速度方向相同,速度变化是,若后的速度方向与初速度方向相反,速度变化的是,负号表示速度变化的方向与原速度方向反向,故A错误,B正确;
C.加速度的方向与速度变化方向相同,所以加速度的方向可能与原速度方向反向,故C正确;
D.若后的速度方向与初速度方向相反,速度变化的是,根据加速度的定义式得,所以加速度的大小可能大于,故D正确。
【点评】
解决本题的关键知道1s后的速度方向可能与初速度方向相同,可能与初速度方向相反,以及掌握加速度的定义式。
二、同步练习
1.关于质点位移、路程、速度、速率和加速度之间的关系,下列说法中正确的是(
)
A.即使物体做直线运动,位移的大小和路程也不一定相等
B.只要物体做直线运动,位移的大小和路程就一定相等
C.只要物体的加速度不为零,它的速度总是在发生变化着
D.平均速率一定等于平均速度的大小
2.下列关于加速度的说法中,正确的是( )
A.物体的加速度不为零时,其速度一定不为零
B.物体的速度不为零时,其加速度一定不为零
C.物体的加速度增大时,其速度一定增大
D.物体的加速度减小时,其速度可能增大
3.一个做变速直线运动的物体,加速度逐渐减小到零,那么该物体的运动情况可能是(
)
A.速度不断增大,到加速度为零时,速度达到最大,而后做匀速直线运动
B.速度不断增大,到加速度减为零时,物体停止运动
C.速度不断减小到零,然后又相反方向做加速运动,而后物体做匀速直线运动
D.速度不断减小,到加速度为零时速度减到最小,而后物体做匀速直线运动.
4.如图所示,物体以5m/s的初速度沿斜面向上做减速运动,到最高点后返回,运动过程中加速度保持不变,且经过2s速度大小变为3m/s,则物体的加速度可能是( )
A.大小为1m/s2,方向沿斜面向上
B.大小为1m/s2,方向沿斜面向下
C.大小为4m/s2,方向沿斜面向下
D.大小为4m/s2,方向沿斜面向上
5.甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动,a甲=+3m/s2,a乙=﹣5m/s2,那么对甲、乙两物体判断正确的是( )
A.甲的加速度小于乙的加速度
B.甲做加速直线运动,乙做减速直线运动
C.甲的速度比乙的速度变化慢
D.甲、乙在相等时间内速度变化可能相同
6.一质点做匀加速直线运动,在时间间隔t内位移为x,速度变为原来的3倍,该质点的加速度为( )
A.
B.
C.
D.
7.卡车原来以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机从较远的地方开始刹车,使卡车匀减速前进,当车减速到2m/s时,交通灯转为绿灯,司机当即停止刹车,并且只用了减速过程的一半时间就加速到原来的速度,从刹车开始到恢复原速过程用了12s,求:?
(1)减速时间和加速时间分别是多少??
(2)减速与加速过程中的加速度大小??
(3)开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度。
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运动的描述
第4节
加速度
一、知识点
1.速度变化量与变化率:
①速度变化量(增量):△v=v-v0
②速度变化率(加速度):a=
③易错概念:
(1)速度变化量△v本身也是一个矢量(方向与v、v0的方向无直接关系),是由两个矢量减法产生的新矢量;
(2)
a
的方向与v、v0方向都无关),是与速度变化量△v的方向一致的;
(3)变化大小与变化快慢是不同的:变化大小只是初末之差,而变化快慢有时间的因素;变化大不一定变化快;
(4)
a
本质上是合外力产生的,所以其实
a
与
v
无关:v
很大,a
可以为零;v
为零,a
可以很大;v
是正,a
可以是正或者负或者任意方向都可以。
例题1、下列关于加速度的说法中,正确的是( )
A.加速度越大,速度变化越大
B.加速度越大,速度变化越快
C.加速度的方向和速度方向一定相同
D.物体速度不变化,而加速度可以变化很大
【答案】B
【详解】
根据加速度的定义式a=,加速度等于速度的变化率。物体的速度变化量大,加速度不一定大。加速度与速度无关。
AB.加速度等于速度的变化率,加速度越大,则物体的速度变化率大,即速度变化越快,而不是速度变化越大.故A错误,B正确;
C.加速度的方向与速度变化方向相同,可能与速度方向相同,也可能与速度方向相反.故C错误;
D.物体的速度不变化,加速度一定为零,故D错误。
故选B。
例题2、一个做变速直线运动的物体,加速度逐渐减小,直至为零,那么该物体运动的情况可能是( )
A.速度不断增大,加速度为零时,速度最大
B.速度不断减小,加速度为零时,速度最小
C.速度的变化率越来越小
D.速度一定是越来越小
【答案】ABC
【详解】
根据物体的加速度表示速度变化的快慢,与速度大小无关,分析物体可能的运动情况。
A.若加速度方向与速度方向相同,加速度逐渐变小时,速度仍不断增大,当加速度减为零时,物体做匀速直线运动,速度达到最大。比如汽车以额定功率在平直的公路上起动过程,故A正确;
B.若加速度方向与速度方向相反,速度不断减小,当加速度减为零时,物体做匀速直线运动,速度达到最小。这种运动是可能的,故B正确;
C.加速度减小,物体的速度变化一定越来越慢,变化率越来越小,故C正确;
D.由于加速度与速度方向的关系未知,加速度减小,速度不一定减小,故D错误。
故选ABC。
【点评】本题考查对加速度与速度关系的理解能力,加速度减小,速度不一定减小。
2.加速度
(1)加速度的定义:加速度是表示速度改变快慢的物理量,它等于速度的改变量跟发生这一改变量所用时间的比值,定义式:
a=
(2)加速度单位:在国际单位制中是:米/秒2,读作“米每两次方秒”符号是m/s2(或m?s-2).常用单位还有厘米/秒2(cm/s2)等。
(3)加速度是矢量,在变速直线运动中,若加速度的方向与速度方向相同,则质点做加速运动;若加速度的方向与速度方向相反,则质点做减速运动。
(4)加速度和速度的区别:①它们具有不同的含义:加速度描述的是速度改变的快慢,速度描述的是位移改变的快慢;②速度大,加速度不一定大;加速度大速度不一定大,速度变化量大,加速度不一定大.加速度为零,速度可以不为零;速度为零,加速度可以不为零。
例题3、物体做匀变速直线运动,某时刻速度为10m/s,经2s速度的大小变为22m/s,则物体的加速度大小可能是(
)
A.2
m/s2
B.6
m/s2
C.8
m/s2
D.16
m/s2
【答案】BD
【详解】
根据加速度的定义代入数据求解。
速度大小变为,速度可能为或者,则加速度可能是
或者
则加速度大小可能是或者,故AC错误,
BD正确。
故选BD。
【点评】解决本题的关键是注意速度的矢量性,即速度既有大小又有方向。
例题4、一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4
m/s,1
s后速度的大小变为10
m/s,在这1
s内该物体的( )
A.速度变化的大小可能小于4
m/s
B.速度变化的方向可能与原速度方向反向
C.加速度的方向可能与原速度方向反向
D.加速度的大小可能大于10
m/s2
【答案】BCD
【解析】
AB.规定初速度的方向为正方向,若后的速度方向与初速度方向相同,速度变化是,若后的速度方向与初速度方向相反,速度变化的是,负号表示速度变化的方向与原速度方向反向,故A错误,B正确;
C.加速度的方向与速度变化方向相同,所以加速度的方向可能与原速度方向反向,故C正确;
D.若后的速度方向与初速度方向相反,速度变化的是,根据加速度的定义式得,所以加速度的大小可能大于,故D正确。
【点评】
解决本题的关键知道1s后的速度方向可能与初速度方向相同,可能与初速度方向相反,以及掌握加速度的定义式。
二、同步练习
1.关于质点位移、路程、速度、速率和加速度之间的关系,下列说法中正确的是(
)
A.即使物体做直线运动,位移的大小和路程也不一定相等
B.只要物体做直线运动,位移的大小和路程就一定相等
C.只要物体的加速度不为零,它的速度总是在发生变化着
D.平均速率一定等于平均速度的大小
【答案】C
【详解】
A.某段时间内的位移为零,物体可能运动一段时间,初位置和末位置重合,例如物体做圆周运动,则速度不一定为零,物体不一定处于静止,故A错误;
B.如果物体做往复直线运动时,路程大于位移的大小,只有物体做单方向直线运动时其路程和位移的大小才相等,故B错误;
C.加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,只有物体速度发生变化,才能出现加速度这个物理量,故选项C正确;
D.平均速率等于路程与时间的比值,而且这个物理量现在已经废除了,平均速度等于位移与时间的比值,两者不一定相等,故D错误。
故选C。
2.下列关于加速度的说法中,正确的是( )
A.物体的加速度不为零时,其速度一定不为零
B.物体的速度不为零时,其加速度一定不为零
C.物体的加速度增大时,其速度一定增大
D.物体的加速度减小时,其速度可能增大
【答案】D
【详解】
A.物体的加速度不为等时,说明物体的速度会随时间变化,其速度可以为零也可以不为零,故A错误;
B.匀速直线运动的速度不为零,但加速度为零,故B错误;
C.物体的加速度增大时,说明物体的速度变化加快,但速度的数值可能会变大也可能会变小,故C错误;
D.物体的加速度减小时,如果加速度方向与速度方向相同,则速度增加,故D正确。
故选D。
3.一个做变速直线运动的物体,加速度逐渐减小到零,那么该物体的运动情况可能是(
)
A.速度不断增大,到加速度为零时,速度达到最大,而后做匀速直线运动
B.速度不断增大,到加速度减为零时,物体停止运动
C.速度不断减小到零,然后又相反方向做加速运动,而后物体做匀速直线运动
D.速度不断减小,到加速度为零时速度减到最小,而后物体做匀速直线运动.
【答案】ACD
【详解】
A.若物体做加速运动,速度方向与加速度方向相同,加速度减小,速度仍然增大,当加速度减小为0时,速度最大,而后做匀速直线运动.故A正确,B错误;
C.当加速度方向与速度方向相反时,当加速度还未减小到零,速度已减小到零,则会反向做加速运动,当加速度减小到零,做匀速直线运动.故C正确
D.当加速度方向与速度方向相反,速度减小,物体加速度减小为零时速度达到最小,而后做匀速直线运动,故D正确
4.如图所示,物体以5m/s的初速度沿斜面向上做减速运动,到最高点后返回,运动过程中加速度保持不变,且经过2s速度大小变为3m/s,则物体的加速度可能是( )
A.大小为1m/s2,方向沿斜面向上
B.大小为1m/s2,方向沿斜面向下
C.大小为4m/s2,方向沿斜面向下
D.大小为4m/s2,方向沿斜面向上
【答案】BC
【详解】
AB.以沿斜面向上为正方向,若2s时物体的速度仍沿斜面向上,则有
即加速度大小为1m/s2,方向沿斜面向下,A错误,B正确;
CD.以沿斜面向上为正方向,若2s时物体的速度仍沿斜面向下,则有
负号说明物体的加速度方向沿斜面向下,C正确,D错误。
故选BC。
5.甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动,a甲=+3m/s2,a乙=﹣5m/s2,那么对甲、乙两物体判断正确的是( )
A.甲的加速度小于乙的加速度
B.甲做加速直线运动,乙做减速直线运动
C.甲的速度比乙的速度变化慢
D.甲、乙在相等时间内速度变化可能相同
【答案】ABC
【详解】
A.加速度的符号表示方向,数值表示大小,甲的加速度大小为3m/s2,乙的加速度大小为5m/s2,所以甲的加速度小于乙的加速度,故A正确;
B.甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动,甲的加速度方向与速度同向,做加速直线运动,乙的加速度与运动方向相反,做减速直线运动。故B正确;
CD.加速度的物理意义是描述物体速度变化的快慢,甲的加速度小于乙的加速度,所以甲的速度比乙的速度变化慢,在相等时间内速度的变化不可能相同。故C正确,D错误。
故选ABC。
6.一质点做匀加速直线运动,在时间间隔t内位移为x,速度变为原来的3倍,该质点的加速度为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】
设质点的初速度为v0,由平均速度公式得
由加速度定义式得
联立解得
故选A。
7.卡车原来以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机从较远的地方开始刹车,使卡车匀减速前进,当车减速到2m/s时,交通灯转为绿灯,司机当即停止刹车,并且只用了减速过程的一半时间就加速到原来的速度,从刹车开始到恢复原速过程用了12s,求:?
(1)减速时间和加速时间分别是多少??
(2)减速与加速过程中的加速度大小??
(3)开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度。
【答案】
【详解】
(1)
减速时间,加速时间
(2)
减速过程中的加速度
加速过程中的加速度
(3)
2s末速度
10s末速度
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