高中物理必修Ⅰ人教版1.5速度变化快慢的描述——加速度(33张PPT)

(共33张PPT)
第5节　速度变化快慢的描述——加速度
变化量
米每二次方秒
变化快慢
比值
无关
图1中甲、乙、丙、丁各物体都在做直线运动，其运动的速度在发生变化，但速度变化的快慢不同。
图1
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？
答案　火箭　火箭
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？
答案　小轿车
3．甲、乙、丙、丁四种情形中，加速度的大小各为多少？
答案　甲　0.02 m/s2　乙　10 m/s2　丙　0.056 m/s2　丁　1.4 m/s2
二、加速度方向与速度方向的关系
阅读教材第26～27页“加速度方向与速度方向的关系”部分，了解加速度的矢量性，初步知道由速度与加速度方向的关系，会判断运动的性质。
1．加速度的方向：与__________________的方向相同。
2．加速度与速度的方向关系：在直线运动中，如果速度增加，加速度的方向与速度的方向_______；如果速度减小，加速度的方向与速度的方向_______。
速度变化量
相同
相反
1．图2中做直线运动的火车，在40 s内速度由10 m/s增加到20 m/s，那么火车在40 s内速度的变化量是多少？火车的加速度是多少？加速度的方向与速度变化量的方向有什么关系？
斜率
思维拓展
观察图4，完成下列问题。
图4
(1)坡的“陡”与“缓”与图线的“陡”与“缓”有什么联系？
(2)图线斜率越大，说明速度变化越______，那么加速度越______(如图中aOA＞aBC)；斜率为0，说明速度保持________，即加速度为______(如图中AB段)
(3)斜率为正，表示加速度的方向与正方向________(如图中OA段)。
斜率为负，表示加速度的方向与正方向________(如图中BC段)。
答案　(1)坡“陡”与图线“陡”均表示速度变化的快　坡“缓”与图线“缓”均表示速度变化慢　(2)快　大　不变　0　(3)相同　相反
[要点归纳]
速度、速度变化量、加速度比较
加速度与速度、速度变化量的比较
相关量 比较项 速度v 速度变化量Δv 加速度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＝a·Δt，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
[精典示例]
[例1] 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
审题指导
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B。
答案　B
2．速度与加速度的关系
(1)速度和加速度的大小无直接关系。速度大，加速度不一定大，加速度大，速度也不一定大；加速度为零，速度可以不为零，速度为零，加速度也可以不为零。
(2)速度和加速度的方向无直接关系。加速度与速度的方向可能相同或相反，甚至两者的方向不在一条直线上。
[例2] (2017·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，中国选手马琳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
[针对训练1] (2017·山东济宁期中)(多选)核潜艇是国家的战略利器，也是国家安全的重要保证。某核潜艇在充满未知的深海独自执行任务，做变速运动，关于核潜艇在变速运动过程中的速度、加速度、速度变化量的关系，下列说法中正确的是(　　)
A．核潜艇某时刻的加速度等于0，但速度可以不为0
B．核潜艇的加速度方向向东，速度变化量的方向可以向西
C．核潜艇做直线运动，后一阶段的加速度比前一阶段小，但速度可以比前一阶段大
D．核潜艇的速度变化量很大，但加速度可能很小
[要点归纳]
由加速度来判断物体的运动情况
(1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢
判断物体是加速还是减速的方法
(2)加速度的方向与速度的方向关系决定物体加速还是减速。
物体是加速还是减速与加速度的变化和加速度的正、负无关，可总结如下：
[精典示例]
[例3] (多选)根据给出的速度和加速度的正负，对下列物体的运动性质的判断正确的是(　　)
A．v0＜0，a＞0，物体先做加速运动，后做减速运动
B．v0＜0，a＜0，物体做加速运动
C．v0＞0，a＜0，物体先做减速运动，后做加速运动
D．v0＞0，a＝0，物体做匀速直线运动
思路探究　(1)如何判断物体做加速运动还是减速运动？
__________________________________________________
(2)v0与a的正负表示什么意义？
__________________________________________________
解析　v0与a同向时，做加速直线运动，v0与a反向时，做减速直线运动，a＝0时，做匀速直线运动。故选B、C、D。
答案　BCD
加速度正负的理解误区
(1)物体存在加速度，说明物体做变速运动，不一定是加速运动。
(2)加速度的正负表示方向，加速度的方向与规定的正方向相同时为正值，相反时为负值。
(3)根据加速度的正负无法判断物体做加速运动还是减速运动，判断的依据是加速度与速度的方向关系，同向加速，反向减速。
[针对训练2] (多选)一辆汽车启动后，加速度、速度方向相同，且加速度越来越小，则(　　)
A．汽车的速度也减小
B．汽车的速度仍在增大
C．当加速度减小到零时，汽车静止
D．当加速度减小到零时，汽车的速度达到最大
解析　加速度变小，速度增加的越来越慢，一直到加速度为0，速度达到最大
答案　BD
[要点归纳]
1．v－t图象中加速度的意义
(1)图象意义：v－t图象反映了运动物体的速度随时间变化的关系。
(2)斜率意义：v－t图象的斜率反映运动物体的加速度。
①斜率的大小表示加速度的大小。
②斜率的正负表示加速度的方向。
从v－t图象看加速度
2．通过v－t图象认识加速度
(1)如果速度均匀增大或减小，加速度不变，v－t图象的斜率不变，是一条倾斜的直线。如图6中甲表示的加速度a1＝2 m/s2，方向与初速度方向相同；乙表示的加速度a2＝－2 m/s2，负号表示其方向与初速度方向相反。
(2)如果速度不是均匀变化的，即物体的加速度在变化，则v－t图象的斜率变化，是一条曲线，曲线上某点的切线的斜率表示该时刻的瞬时加速度。如图7所示，物体在做加速运动，但加速度逐渐减小。
[精典示例]
[例4] (2017·西安高一检测)如图8 是某物体做直线运动的速度图象，有关物体运动情况判断正确的是(　　)
A．前2 s的加速度大小为5 m/s2
B．2 s末运动方向改变
C．4 s末物体回到出发点
D．6 s到8 s做匀速运动
分析v－t图象时两点注意
(1)加速度是否变化看有无折点：在折点位置，图线的斜率改变，表示此时刻物体的加速度改变，v－t图象为曲线，可认为曲线上处处是折点，加速度时刻在改变。
(2)速度方向是否改变看与时间轴有无交点：在与时间轴的交点位置，纵坐标的符号改变，表示物体的速度方向改变。
[针对训练3] (多选)(2017·济南高一检测)如图9所示为某质点运动的速度—时间图象，下列有关物体运动情况判断正确的是(　　)
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时间内加速变为负，质点做加速直线运动
D．t3～t4时间内加速变为负，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时间内速度为正，加速度为负，两者方向相反，质点做减速直线运动，B错误；t2～t3时间内，速度、加速度均为负，方向相同，质点做加速直线运动，C正确；t3～t4时间内加速度为正，速度为负，方向相反，质点做减速直线运动，D错误。
答案　AC