高中物理必修第一冊(cè)(人教版)學(xué)生用書(shū)-第一章-4-速度變化快慢的描述-加速度

4.速度變化快慢的描述—加速度新課程標(biāo)準(zhǔn)1．理解加速度．2．結(jié)合加速度概念的建構(gòu)，體會(huì)物理學(xué)中的抽象思維．核心素養(yǎng)目標(biāo)物理觀念(1)知道加速度的比值定義法，理解加速度的物理意義．(2)理解加速度的矢量性，知道其方向與速度變化方向一致．科學(xué)思維理解加速度與速度的關(guān)系，從v-t圖像中看物體的運(yùn)動(dòng)情況．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任通過(guò)生活中有關(guān)加速度的利用和危害防止的實(shí)例，體會(huì)物理與生活實(shí)際的緊密聯(lián)系，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣．必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)——突出基礎(chǔ)性素養(yǎng)夯基一、加速度1．物理意義：加速度是描述物體運(yùn)動(dòng)________________的物理量．2．定義：________________與發(fā)生這一變化所用________之比，叫作加速度．3．定義式：a＝________．Δv表示____________，Δt表示發(fā)生這一變化所用的________．4．單位：在國(guó)際單位制中，加速度的單位是________________，符號(hào)是________或________．二、加速度的方向1．加速度的方向：加速度是________(選填“矢”或“標(biāo)”)量，加速度的方向與__________________________________________相同．2．直線運(yùn)動(dòng)中，加速度方向與速度方向的關(guān)系加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度的方向與初速度的方向________；減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度的方向與初速度的方向________．【情境思考】在直線運(yùn)動(dòng)中，物體減速時(shí)，加速度方向與速度方向的關(guān)系如何？答：三、從v-t圖像看加速度1．v-t圖像反映了物體的________隨時(shí)間的變化規(guī)律．2．定性比較加速度的大小在同一坐標(biāo)系中，根據(jù)不同物體的v-t圖線的________程度可以比較它們的加速度大小，如右圖所示，a的加速度________b的加速度．3．定量計(jì)算物體的加速度(1)在v-t圖線上任取兩點(diǎn)(t1，v1)、(t2，v2)，根據(jù)a＝________(即圖線的斜率)可確定加速度．(2)ΔvΔt的正、負(fù)表示________的方向，ΔvΔt的絕對(duì)值表示________【思考辨析】判斷正誤，正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“×”．(1)加速度很大時(shí)，速度可能很小．()(2)如果速度很大，則加速度一定很大．()(3)如果速度變化量很大，則加速度一定很大．()(4)加速度是矢量，其正負(fù)代表加速度的方向．()(5)由a＝ΔvΔt可知，加速度a的大小與Δv成正比，與Δt成反比．(關(guān)鍵能力·合作探究——突出綜合性素養(yǎng)形成探究點(diǎn)一加速度的理解及大小的計(jì)算歸納總結(jié)1.對(duì)加速度定義式a＝ΔvΔta＝ΔvΔt只是加速度a的定義式，不是決定式，加速度a與v、Δv沒(méi)有必然的大小關(guān)系(1)v大，a不一定大，比如勻速飛行的飛機(jī)速度很大，但加速度卻為零；v小，a也不一定小，如射擊時(shí)火藥爆炸瞬間，子彈的速度v可以看作零，這時(shí)加速度卻很大．(2)速度變化量Δv大，加速度a不一定大，比如列車由靜止到高速行駛，速度變化量很大，但經(jīng)歷時(shí)間也長(zhǎng)，所以加速度并不大．(3)速度變化得快，即ΔvΔt大，表示單位時(shí)間內(nèi)速度變化大(或速度的變化率大)，加速度才大2．加速度的計(jì)算(1)規(guī)定正方向．一般選開(kāi)始的速度v1的方向?yàn)檎较颍?2)判定v2的方向，確定v2的符號(hào)．(3)利用公式a＝v2-v1t計(jì)算典例示范例1[加速度的理解](多選)由加速度的定義式a＝ΔvΔt可知(A．a(chǎn)與Δv成正比，與Δt成反比B．物體的加速度大小可根據(jù)Δv與Δt的比值來(lái)計(jì)算C．a(chǎn)的方向與Δv的方向相同，與v的方向無(wú)關(guān)D．ΔvΔt叫速度的變化率，例2[加速度的計(jì)算]蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目．一個(gè)運(yùn)動(dòng)員從高處自由落下，以大小為8m/s的豎直速度著網(wǎng)，與網(wǎng)作用后，沿著豎直方向以大小為10m/s的速度彈回．已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間Δt＝1.0s，那么運(yùn)動(dòng)員在與網(wǎng)接觸的這段時(shí)間內(nèi)平均加速度的大小是()A．2.0m/s2B．8.0m/s2C．10.0m/s2D．18.0m/s2針對(duì)訓(xùn)練1在學(xué)習(xí)了“加速度”這一部分知識(shí)之后，某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)從網(wǎng)上找到幾幅照片，根據(jù)照片所示情景請(qǐng)你判斷他們對(duì)圖中四幅圖的理解正確的是()A．當(dāng)火藥爆炸炮彈還沒(méi)發(fā)生運(yùn)動(dòng)瞬間，炮彈的加速度一定為零B．轎車緊急剎車時(shí)，加速度方向可能與速度方向相同C．高速行駛的列車的加速度可能為零D．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可求出該運(yùn)動(dòng)員在100米比賽中任一時(shí)刻的速度針對(duì)訓(xùn)練2[2022·廣東揭陽(yáng)三中高一月考](多選)如圖所示，物體以5m/s的初速度沿斜面向上做減速運(yùn)動(dòng)，到最高點(diǎn)后返回，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度保持不變，且經(jīng)過(guò)2s速度大小變?yōu)?m/s，則物體的加速度可能是()A．大小為1m/s2，方向沿斜面向上B．大小為1m/s2，方向沿斜面向下C．大小為4m/s2，方向沿斜面向下D．大小為4m/s2，方向沿斜面向上探究點(diǎn)二加速度對(duì)物體運(yùn)動(dòng)情況的影響歸納總結(jié)1.加速度的大小決定物體速度變化的快慢2．加速度方向與速度方向的關(guān)系決定物體加速還是減速．物體是加速還是減速與加速度的變化和加速度的大小無(wú)關(guān)．可總結(jié)如下：典例示范例3一物體自原點(diǎn)開(kāi)始在x軸上運(yùn)動(dòng)，其初速度v0<0，加速度a<0，若加速度不斷減小直至為零，則()A.物體的速度不斷減小，位移不斷減小B．物體的速度不斷增大，位移不斷減小C．當(dāng)a＝0時(shí)，速度達(dá)到最大D．當(dāng)a＝0時(shí)，速度達(dá)到最大，位移達(dá)到最大針對(duì)訓(xùn)練3一運(yùn)動(dòng)物體的初速度v0＝－8m/s，加速度a＝2m/s2，表明A．物體的加速度方向與初速度方向相同，物體的速度在減小B．物體的加速度方向與初速度方向相同，物體的速度在增大C．物體的加速度方向與初速度方向相反，物體的速度在減小D．物體的加速度方向與初速度方向相反，物體的速度在增大針對(duì)訓(xùn)練4(多選)一物體做加速度恒定的加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為2m/s2，也就是說(shuō)()A．物體速度變化量是2m/sB．每經(jīng)過(guò)1s物體的速度都增大2m/sC．加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相反D．加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相同探究點(diǎn)三從v-t圖像看加速度歸納總結(jié)1.v-t圖像可以確定物體在某時(shí)刻速度的大小和方向縱坐標(biāo)的絕對(duì)值為瞬時(shí)速度的大小，正、負(fù)表示瞬時(shí)速度的方向，正值表示速度的方向與正方向相同，負(fù)值表示與正方向相反．2．v-t圖像的斜率絕對(duì)值表示加速度大小在v-t圖像中，比值ΔvΔt描述了直線的傾斜程度，叫作直線的斜率，其值等于物體運(yùn)動(dòng)的加速度(1)在同一個(gè)坐標(biāo)系中，斜率越大，加速度越大．如圖甲所示，a的加速度大于b的加速度．(2)v-t圖線為傾斜直線時(shí)，表示物體的加速度不變，如圖甲中的圖線a、b所示；圖線為曲線時(shí)表示物體的加速度變化，圖線切線的斜率表示這一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，如圖乙中A點(diǎn)的切線的斜率等于該時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體的加速度在減小．(3)v-t圖像斜率的正負(fù)表示加速度的方向．3．由v-t圖像判斷速度的變化如圖所示(1)在0～t0時(shí)間內(nèi)，v<0，a>0，物體做減速運(yùn)動(dòng)；(2)在t>t0時(shí)間內(nèi)，v>0，a>0，物體做加速運(yùn)動(dòng)．典例示范例4(多選)某物體沿直線運(yùn)動(dòng)，其v-t圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．第1s內(nèi)和第2s內(nèi)物體的加速度大小相等B．第1s內(nèi)和第2s內(nèi)物體的加速度方向相反C．第3s內(nèi)物體的速度方向和加速度方向相同D．第2s末物體的加速度為零比較加速度大小的兩種方法(1)定性比較：通過(guò)速度—時(shí)間圖像的斜率判斷，斜率絕對(duì)值表示加速度大小，正、負(fù)號(hào)表示方向．(2)定量計(jì)算比較：用加速度定義式，求解加速度進(jìn)行比較．針對(duì)訓(xùn)練5(多選)如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖像，由圖像得到的正確結(jié)果是()A.0～1s內(nèi)的加速度是2m/s2B．1～2s內(nèi)的加速度是1m/s2C．0～1s內(nèi)的加速度大于2～4s內(nèi)的加速度D．0～1s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向與2～4s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向相反評(píng)價(jià)檢測(cè)·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)——突出創(chuàng)新性素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.關(guān)于速度、速度的變化量、加速度，下列說(shuō)法正確的是()A．物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的變化量越大，它的加速度一定越大B．速度很大的物體，其加速度不可能為零C．某時(shí)刻物體的速度為零，其加速度不可能很大D．加速度方向一定與速度變化量的方向相同2．(多選)2020年11月10日19時(shí)45分，威海南海新區(qū)奧林匹克中心氣氛高漲，迪尚2020國(guó)際乒聯(lián)女子世界杯決賽在兩位中國(guó)乒乓球隊(duì)員中展開(kāi)．如圖所示是比賽中某運(yùn)動(dòng)員的某次回球情境，接觸球拍前乒乓球的速度大小是90km/h，將乒乓球反方向擊回后速度大小變?yōu)?26km/h，設(shè)球與球拍的作用時(shí)間為0.002s．對(duì)于此次回球過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()A．乒乓球的速度變化量大小為10m/sB．乒乓球的速度變化量大小為60m/sC．乒乓球被擊打時(shí)的加速度大小為5000m/s2D．乒乓球被擊打時(shí)的加速度大小為30000m/s23.(多選)甲、乙兩個(gè)物體在同一直線上運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示．由圖像可知兩物體()A．速度方向相同，加速度方向相反B．速度方向相反，加速度方向相同C．甲的加速度大于乙的加速度D．甲的加速度小于乙的加速度4．對(duì)不同物體的(加速度不變)直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量，所測(cè)得的物理量記錄在下表中．請(qǐng)對(duì)照表中相關(guān)信息，判斷加速度最小的物體是()物體的運(yùn)動(dòng)初速度/(m·s－1)經(jīng)歷時(shí)間/s末速度/(m·s－1)汽車行駛039自行車下坡238飛機(jī)在天空中飛行20010300列車從車站開(kāi)始出站010020A．汽車B．列車C．飛機(jī)D．自行車第一章運(yùn)動(dòng)的描述4．速度變化快慢的描述——加速度必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)一、1．速度變化的快慢2．速度的變化量時(shí)間3.Δv4．米每二次方秒m/s2m·s－2二、1．矢速度的變化量Δv的方向2．相同相反情境思考：提示：急剎車時(shí)，加速度方向與速度方向相反．三、1．速度2．傾斜大于3．(1)ΔvΔt思考辨析答案：(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×關(guān)鍵能力·合作探究探究點(diǎn)一【例1】【解析】公式a＝ΔvΔt是加速度的定義式，不是決定式，加速度a是采用比值法定義的，所以a與Δv、Δt不存在比例關(guān)系，只是a的大小可根據(jù)Δv與Δt的比值計(jì)算出來(lái)，且a的方向與Δv的方向相同，與v的方向無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B、C正確；ΔvΔt是速度的變化率，根據(jù)加速度的定義可知，ΔvΔt【答案】BCD【例2】【解析】取著網(wǎng)前的速度方向?yàn)檎较颍瑒tv1＝8m/s，v2＝－10m/s，則a＝v2-v1Δt＝-10-81.0m/s2【答案】D針對(duì)訓(xùn)練1解析：A錯(cuò)：炮彈發(fā)射瞬間，盡管速度為零，但速度的變化率較大，即加速度不是零．B錯(cuò)：汽車剎車做減速運(yùn)動(dòng)，a與v反向．C對(duì)：當(dāng)列車勻速行駛時(shí)，a＝0.D錯(cuò)：根據(jù)運(yùn)動(dòng)員100米用時(shí)9.99秒，可以求出該運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)的平均速度，求不出任一時(shí)刻的速度．答案：C針對(duì)訓(xùn)練2解析：以沿斜面向上為正方向，若2s時(shí)物體的速度仍沿斜面向上，則有a＝ΔvΔt＝3-52m/s2＝－1m/s2，即加速度大小為1m/s2，方向沿斜面向下，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；以沿斜面向上為正方向，若2s時(shí)物體的速度沿斜面向下，則有a＝ΔvΔt＝-3-52m/s2＝－4m/s2，負(fù)號(hào)說(shuō)明物體的加速度方向沿斜面向下，答案：BC探究點(diǎn)二【例3】【解析】初速度v0<0，加速度a<0，可知速度方向與加速度方向相同，則速度增大，由于速度方向不變，則位移不斷增大，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)加速度減小至為零時(shí)，速度達(dá)到最大，然后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移繼續(xù)增大，故C正確，D錯(cuò)誤．【答案】C針對(duì)訓(xùn)練3解析：初速度v0的方向?yàn)樨?fù)，而加速度a的方向?yàn)檎f(shuō)明v0的方向與加速度a的方向相反，所以物體做減速運(yùn)動(dòng)．答案：C針對(duì)訓(xùn)練4解析：A錯(cuò)，B對(duì)：一物體做加速度恒定的加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為2m/s2，可知每秒速度增加2m/s.C錯(cuò)，D對(duì)：物體做加速運(yùn)動(dòng)，加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相同．答案：BD探究點(diǎn)三【例4】【解析】物體在第1s內(nèi)的加速度a1＝2-01m/s2＝2ms2，在第2s內(nèi)的加速度a2＝0-21m/s2＝－2m/s2，選項(xiàng)A、B正確；第3s內(nèi)，物體沿與正方向相反的方向做加速運(yùn)動(dòng)，速度方向與加速度方向一定相同，選項(xiàng)C正確；物體在第2s末的加速度為－【答案】ABC針對(duì)訓(xùn)練5解析：A對(duì)：v-t圖像的斜率表示加速度，則可得0～1s內(nèi)的加速度a1＝2ms-0ms1s＝2m/s2.B錯(cuò)：1～2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度不變，加速度為0.C對(duì)：2～4s內(nèi)的加速度a2＝0-2ms4s-2s＝－1m/s2，負(fù)號(hào)表示加速度方向與規(guī)定的正方向相反．D答案：AC評(píng)價(jià)檢測(cè)·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1．解析：A錯(cuò)：物體的速度變化量大，即Δv大，ΔvΔt不一定大，即加速度不一定大．B錯(cuò)：運(yùn)動(dòng)物體的速度很大，其加速度可能為零，如沿直線高速勻速運(yùn)行的列車．C錯(cuò)：運(yùn)動(dòng)物體的速度為零，其加速度可能很大，如子彈剛開(kāi)始的運(yùn)動(dòng)．D對(duì)：根據(jù)加速度的定義式a＝ΔvΔt可知，a與答案：D2．解析：以擊回后的速度方向?yàn)檎古仪虮?/p>