教科版高中物理必修第一冊第1章描述運動的基本概念第5節(jié)速度變化的快慢與方向-加速度課件

第5節(jié)速度變化的快慢與方向——加速度第一章內容索引010203自主預習·新知導學合作探究·釋疑解惑課堂小結04隨堂練習課標定位1.理解加速度的概念,掌握速度、速度變化量、速度變化率的區(qū)別。2.掌握利用打點計時器和光電門測量加速度的方法。3.能夠根據v-t圖像分析和計算加速度。素養(yǎng)闡釋1.通過加速度概念的建立過程和加速度定義式的得出過程,了解和體會比值定義法在科學研究中的應用。2.通過利用v-t圖像計算加速度的大小來體會利用數學方法解決物理問題的科學思維方法。自主預習·新知導學一、加速度1.定義:速度的改變量Δv與發(fā)生這一改變所用時間Δt的比值。2.物理意義:定量地描述物體速度變化的快慢和方向。3.定義式:4.單位:在國際單位制中,加速度的單位是米每二次方秒,符號是

m/s2。二、加速度的測量

3.要想加速度測量得比較準確,對時間有何要求?提示:要求時間足夠短,就可以認為小車在這段時間內以這個加速度運動。三、速度—時間圖像與加速度

(a)(b)1.圖(a)所示的物體的速度每隔相同時間增加的數值相等,我們稱為勻變速運動;圖(b)所示的物體的速度每隔相同時間增加的數值不相等,我們稱為非勻變速運動?！皠蜃兯佟敝械摹皠颉笔侵杆俣茸兓目炻头较蚨疾蛔?即加速度不變。2.圖(a)所示的v-t圖像中,加速度的數值等于該圖像與橫軸的夾角θ的正切,也就是該圖像的斜率。3.對于圖(b)所示的曲線,它每一點的切線的斜率均不相同,即不同時刻其加速度的數值不同。4.下圖是甲、乙兩個質點的速度—時間圖像,你能求出甲、乙兩質點的加速度嗎?若能,試求出它們的加速度?！舅伎加懻摗?/p>

1.判斷下列說法的正誤。(1)加速度是表示物體運動快慢的物理量。(

)(2)加速度是描述物體速度變化快慢的物理量。(

)(3)物體甲的加速度為3m/s2,乙的加速度為-4m/s2,則甲的加速度大于乙的加速度。(

)(4)物體的加速度為3m/s2,則物體一定做加速運動。(

)(5)在同一v-t圖像中,圖線傾角越大,對應圖像的物體的加速度就越大。(

)×√××√2.(多選)“我國的新型戰(zhàn)斗機殲-20飛得很快”“小轎車比公交車起步快”。關于以上兩句話中“快”的含義,下列說法正確的是(

)A.第一個“快”指戰(zhàn)斗機在相同時間內運動位移大B.第二個“快”指在相同時間內小轎車運動位移增加得多C.第二個“快”指在相同時間內小轎車速度增加得多D.兩個“快”都是指在相同時間內運動距離大答案:AC解析:第一個“快”指戰(zhàn)斗機的速度大,在相同時間內運動位移大,選項A正確;第二個“快”指小轎車的加速度大,在相同時間內小轎車速度增加得多,選項C正確。3.一輛汽車開始剎車時的速度為10m/s,剎車后經5s剛好停止運動,則汽車的加速度為

m/s2。

提示:-24.(原創(chuàng))下圖為小車拉動紙帶時打點計時器打出的一條紙帶,紙帶上的A、B、C、D、E是連續(xù)的計時點,打點計時器接在頻率為50Hz的低壓交流電源上,測得lAB=0.50cm,lBC=0.70cm,lCD=0.90cm,lDE=1.10cm,則:

(1)相鄰的兩計時點間的時間間隔為

s。

(2)在打點計時器打下B點時小車的速度vB=

m/s;在打點計時器打下D點時小車的速度vD=

m/s。

(3)小車的加速度為

m/s2。

提示:(1)0.02

s

(2)0.3

m/s

0.5

m/s

(3)5

m/s2合作探究·釋疑解惑知識點一對加速度的理解【問題引領】

下表列出了三種車輛起步后的速度變化情況。

(1)哪種車輛速度變化大?哪種車輛速度增加得快?(2)三種車輛的加速度分別為多大?(3)由計算結果分析加速度與速度v、速度的變化量Δv有無必然聯系。提示:(1)旅客列車速度變化大。自行車速度增加得快。(2)三種車輛的加速度分別是【歸納提升】

【典型例題】

【例題1】

足球以8m/s的速度飛來,運動員把它以12m/s的速度反向踢出,踢球時間為0.2s,設球飛來的方向為正方向,則足球在這段時間內的加速度是(

)A.-100m/s2

B.100m/s2C.20m/s2

D.-20m/s2答案:A解析:由題意知v1=8

m/s,v2=-12

m/s,根據加速度的定義式得

=-100

m/s2,負號表示足球加速度方向與正方向相反,選項B、C、D錯誤,A正確。在利用公式

計算加速度時,要注意速度變化量是矢量,式中的v2與v1均包含方向?！咀兪接柧?】

爆炸性的加速度往往是跑車的賣點。如圖所示,某品牌跑車由靜止加速至100km/h,只需4.2s。(結果保留三位有效數字)

(1)求該品牌跑車的平均加速度大小。(2)假設普通私家車的平均加速度為3m/s2,求它由靜止加速至100km/h需要的時間。答案:(1)6.61m/s2

(2)9.26s知識點二加速度方向與速度方向的關系【問題引領】

下圖為蜻蜓、火箭的運動示意圖。

(a)(b)圖(a):以8m/s的速度飛行的蜻蜓能在0.7s內停下來。圖(b):火箭發(fā)射時10s內速度由0增加到100m/s。(1)計算蜻蜓和火箭加速度的大小并說明誰的速度變化快。(2)分析蜻蜓和火箭的加速度方向與速度方向的關系。(3)試根據上述情景和問題討論在直線運動中物體做加速運動或減速運動的條件。提示:(1)蜻蜓的加速度大小為11.4

m/s2,火箭的加速度大小為10

m/s2;蜻蜓的速度變化快。(2)蜻蜓的加速度方向與速度方向相反,火箭的加速度方向與速度方向相同。(3)在直線運動中,當加速度方向與速度方向相同時,物體做加速運動;當加速度方向與速度方向相反時,物體做減速運動?！練w納提升】

1.加速度a的方向與速度的變化量Δv的方向相同,與速度v的方向無關。2.加速度的方向和速度的方向的關系決定物體的運動性質。(1)加速度方向與速度方向相同時,v隨時間的增加而增大,物體做加速直線運動。兩種情況如圖(a)所示。(a)(b)(2)加速度方向與速度方向相反時,v隨時間的增加而減小,物體做減速直線運動。兩種情況如圖(b)所示。(3)當a=0時,v不隨時間的增加而發(fā)生變化,物體做勻速直線運動。判斷物體加速還是減速的依據是看加速度方向與速度方向的關系,兩者同向則加速,兩者反向則減速?！镜湫屠}】

【例題2】

一質點自原點開始在x軸上運動,初速度v0>0,加速度a>0,當a值不斷減小直至為零時,質點的(

)A.速度不斷減小,位移不斷減小B.速度不斷減小,位移繼續(xù)增大C.速度不斷增大,當a=0時,速度達到最大,位移不斷增大D.速度不斷減小,當a=0時,位移達到最大值答案: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變化,速度都是在增加的;當加速度減小時,相同時間內速度的增加量減小;當a=0時,速度達到最大值,位移不斷增大。加速度是描述速度變化快慢的物理量,加速度在減小,只能說明速度變化得慢了,速度不一定減小?！咀兪接柧?】

(多選)甲、乙兩個物體沿同一直線向同一方向運動時,取物體的初速度方向為正,甲的加速度恒為5m/s2,乙的加速度恒為-8m/s2,則下列說法正確的是(

)A.甲、乙的加速度方向相反

B.甲的加速度比乙的加速度大C.甲、乙都做加速直線運動

D.甲做加速直線運動,乙做減速直線運動答案:AD解析:甲的加速度方向與正方向相同,乙的加速度方向與正方向相反,所以甲、乙的加速度方向相反,故A正確。比較加速度的大小看絕對值,乙的加速度大小比甲的加速度大小大,故B錯誤。甲的加速度方向與速度方向相同,做加速直線運動,乙的加速度方向與速度方向相反,做減速直線運動,故C錯誤,D正確。知識點三速度—時間圖像與加速度【問題引領】

直線運動的v-t圖像描述了物體的速度隨時間變化的規(guī)律,而加速度是描述物體速度變化快慢的物理量,你能根據如圖所示圖像確定物體的加速度嗎?若能,試求出物體的加速度?！練w納提升】

1.由圖像計算或比較加速度

(2)v-t圖線為傾斜直線時,表示物體的加速度不變,圖線為曲線時表示物體的加速度變化。斜率越大,加速度越大。如圖中物體的加速度在減小。2.由v-t圖像判斷速度的變化(如圖所示)

(1)在0~t0時間內,v<0,a>0,物體做減速運動。(2)在t>t0時間內,v>0,a>0,物體做加速運動?！镜湫屠}】

【例題3】

某物體沿直線運動,其v-t圖像如圖所示。(1)求出物體在0~1s內,1~3s內,3~5s內的加速度大小。(2)下列說法正確的是(

)A.第1s內和第2s內物體的速度方向相反B.第1s內和第2s內物體的加速度方向相反C.第4s內物體的速度方向和加速度方向相反D.第3s末物體的加速度為零答案:(1)2m/s2

-1m/s2

-1m/s2

(2)B(2)第1

s內、第2

s內縱坐標為正,速度方向相同且均為正向,A錯誤;根據斜率的正負,第1

s內加速度為正向,第2

s內加速度為負向,B正確;第4

s內速度為負向,加速度為負向,C錯誤;第3

s末物體的加速度為-1

m/s2,D錯誤。在速度—時間圖像中,需要掌握兩點:(1)速度的正、負表示運動方向,看運動方向是否發(fā)生變化,只要考慮速度的正、負是否發(fā)生變化就可以。(2)圖像的斜率表示物體運動的加速度。同一直線上斜率不變,加速度不變?！咀兪接柧?】

下圖是某質點做直線運動的v-t圖像。

質點在0~4s內、4~8s內、8~10s內、10~12s內分別做什么性質的運動?加速度各是多少?答案:見解析。課堂小結隨堂練習1.(對加速度的理解)物體做直線運動時,有關物體加速度和速度的說法不正確的是(

)A.在勻速直線運動中,物體的加速度必定為零B.在加速直線運動中,物體的加速度必定為正C.物體的速度等于零,其加速度不一定等于零D.物體的加速度方向不變,速度的方向可能改變答案:B解析:勻速直線運動,物體的速度不變,所以無加速度,故A正確;在加速直線運動中,加速度方向與速度方向相同即可,若規(guī)定初速度的反方向為正方向,則速度與加速度都為負值,物體仍然做加速運動,故B不正確;速度和加速度無必然聯系,物體的速度等于零,加速度不一定等于零,故C正確;速度和加速度無必然聯系,物體的加速度方向不變,速度的方向可能改變,故D正確。2.(加速度的測量)為了測定氣墊導軌上滑塊的加速度,滑塊上安裝了寬度為3.0mm的遮光板。滑塊先后通過兩個光電門,計時器記錄了遮光板通過第一個光電門的時間為3×10-3s,通過第二個光電門的時間為1×10-3s,滑塊從第一個光電門到第二個光電門所用時間為0.4s,則滑塊的加速度大小是(

)A.