山东省2018_2019学年高中物理第一章运动的描述第5节速度变化快慢的描述——加速度讲义（含解析）.docx

第5节速度变化快慢的描述加速度 1.加速度是描述速度变化快慢的物理量。2加速度是速度的变化量与所用时间的比值，单位是米每二次方秒，即m/s2。3加速度是矢量，方向与速度变化量的方向相同。4速度、速度的变化量及加速度三者的大小无必然联系。5在v t图上，图线的斜率表示加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向。一、加速度1物理意义描述速度变化的快慢。2定义速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。3定义式a。4单位在国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s2，常用单位还有cm/s2。二、加速度的方向与速度方向的关系1加速度的方向加速度是矢量，不仅有大小，也有方向，其方向与速度变化量的方向相同。2加速度方向与速度方向的关系在直线运动中，速度增加时加速度与速度的方向相同，速度减小时加速度与速度的方向相反。三、以vt图像看加速度1v t图像反映了物体的速度随时间的变化规律。2在v t图像中，从图线的斜率大小(倾斜程度)就能判断加速度大小。斜率的正负表示加速度的方向。1自主思考判一判(1)加速度很大时，速度可能很小。()(2)如果速度很大，则加速度一定很大。()(3)如果速度变化量很大，则加速度一定很大。()(4)如果速度为零，则加速度一定也为零。()(5)加速度是矢量，其正负代表加速度的方向。()(6)由公式a可知，加速度a的大小与v成正比，与t成反比。()2合作探究议一议(1)如图所示，在体育赛事中，我们说“某辆赛车性能不佳，起步太慢”，又说“某同学身体素质好，有很好的爆发力，起跑快”。以上说法中的“快”与“慢”的含义是什么？提示：这里的“快”与“慢”指的是运动员、赛车的速度增加的快与慢，表示这种“快”与“慢”的物理量为加速度。以上说法表明，赛车在起步时加速度较小，那位同学在起跑时加速度较大。(2)在直线运动中如果加速度为负，一定说明加速度的方向与速度方向相反吗？物体的速度一定减小吗？提示：不一定。在分析问题时，正方向的规定是任意的，加速度为负，只能说明其方向与我们规定的正方向相反，但不一定与速度的方向相反，物体的速度也不一定减小。(3)vt图像中图线的“陡”与“缓”与加速度有什么关系？提示：图线越“陡”，表明加速度越大，图线越“缓”，表明加速度越小。对加速度的理解1对加速度概念的进一步理解(1)a是用比值定义法定义的物理量，加速度a的大小与v、t大小无关。(2)加速度a与速度v无直接关系v大，a不一定大，比如匀速飞行的飞机速度很大，但加速度却为零；v小，a也不一定小，如射击时火药爆炸瞬间，子弹的速度v可以看做零，这时加速度却很大。速度变化量v大，加速度a也不一定大，比如列车由静止到高速行驶，速度变化量很大，但经历时间也长，所以加速度并不大。(3)速度变化得快，即大，表示单位时间内速度变化大，加速度才大。2加速度是矢量，它的方向总是与速度变化量v的方向一致，但与速度的方向没有必然联系。在加速直线运动中：vv0，vvv00，则a0，a与初速度方向相同；在减速直线运动中：vv0，vvv00，则av1，作用时间为t。则此过程中乒乓球的平均加速度()A大小为，方向与v1方向相同B大小为，方向与v1方向相同C大小为，方向与v2方向相同D大小为，方向与v2方向相同解析：选C规定初速度的方向为正方向，则乒乓球的平均加速度a，负号表示方向，即加速度的方向与v2的方向相同。故C正确，A、B、D错误。加速度对运动的影响1加速度的方向决定物体是加速还是减速：(1)加速度与速度同向时，物体做加速运动；(2)加速度与速度反向时，物体做减速运动。2加速度的大小决定物体速度变化得快慢：1关于速度、速度的变化量、加速度的关系，下列说法中正确的是()A物体的加速度增大时，速度也增大B物体的速度变化越快，加速度越大C物体的速度变化越大，加速度越大D物体的加速度不等于零时，速度大小一定变化解析：选B速度是否增大，取决于速度方向与加速度方向之间的关系，与加速度的大小无必然联系，选项A错误；由加速度的定义可知选项B正确，C错误；加速度的定义式是矢量式，速度的变化可以是方向变化，也可以是大小变化，还可以是大小和方向都变化，选项D错误。2(多选)关于加速度方向与速度方向一致的直线运动的说法中，可能的有()A物体的速度很大，但加速度却很小B物体的加速度增大，速度增大C物体的加速度不变，速度也不变D物体的加速度减小，速度增大解析：选ABD选项剖析结论A物体速度很大，但大小变化很小(接近匀速直线运动)，加速度接近为零。B加速度减小，指速度的变化率变小，当a与v同向时，速度增大，当a与v反向时，速度减小。DC加速度a与速度v方向一致，不管加速度a怎么变化，速度必定增大。3物体做直线运动，规定正方向后根据给出的速度和加速度的正负，下列说法正确的是()Av0，a0，物体做加速运动Bv0，a0，物体做加速运动Cv0，a0，物体做减速运动Dv0，a0，物体做减速运动解析：选C物体做加速运动还是减速运动不是看a的正负，关键看a与v的符号是否相同，即是否同方向，a与v方向相同，物体就做加速运动，a与v方向相反，物体就做减速运动。vt图像和加速度1vt图像的斜率大小表示加速度大小在vt图像中，比值描述了直线的倾斜程度，叫做直线的斜率，其值等于物体运动的加速度。(1)在同一个坐标系中，斜率越大，加速度越大。如图甲所示，a的加速度大于b的加速度。 (2)vt图线为倾斜直线时，表示物体的加速度不变，如图甲中的图线a、b所示；图线为曲线时表示物体的加速度变化，图线切线的斜率表示这一时刻的瞬时加速度，如图乙中A点的切线的斜率等于该时刻A点的瞬时加速度，整个运动过程中物体的加速度在减小。2vt图像斜率的正负表示加速度的方向。3由vt图像判断速度的变化通过vt图像可直观判断速度的变化与加速度的正负无关，如图所示。 (1)在0t0时间内，v0，物体做减速运动；(2)在tt0时间内，v0，a0，物体做加速运动。典例(多选)如图所示是某物体运动的vt图像，则下列说法正确的是()A前2 s和后3 s内物体的加速度大小均不变B25 s内物体静止C前2 s和后3 s内速度的变化量均为5 m/sD前2 s的加速度为2.5 m/s2，后3 s的加速度为 m/s2思路点拨解答本题时应把握以下两点：(1)vt图像中图线的斜率表示加速度。(2)vt图像中平行于t轴的直线表示速度不变。解析根据vt图像中图线的斜率表示加速度可知，前2 s和后3 s内图线的斜率均不变，故前2 s和后3 s内物体的加速度大小均不变，选项A正确；02 s内物体沿正方向做加速运动，前2 s内速度的变化量为5 m/s，加速度a1 m/s22.5 m/s2,25 s内物体的速度保持5 m/s不变，物体做匀速直线运动，58 s内物体沿正方向做减速运动，速度的变化量为5 m/s，加速度a2m/s2 m/s2，故选项B、C错误，D正确。答案AD分析v t图像时的注意事项(1)图像不是物体运动的轨迹，但分析时要把图像与物体的实际运动结合起来。(2)只要图像的斜率相同，则加速度的大小和方向都相同。(3)图像向下倾斜表示加速度沿负方向，速度可能沿正方向在减小，也可能沿负方向在增大。1如图所示的v t图像所描述的物体的运动情况，下列结论中正确的是()AO到A的速度变化比B到C的速度变化快BAB平行于时间轴，则物体在AB这段时间内是静止的CO到A的速度方向与B到C的速度方向相反D物体的位移越来越大解析：选DO到A和B到C的速度的变化量相同，而O到A所用的时间长，故速度变化慢，A错；AB段物体是以v0匀速运动，B错；O到A和B到C的速度都大于0，故速度方向相同，C错；物体速度方向不变，位移越来越大，D对。2一物体做直线运动，其vt图像如图所示，从图中可以看出，以下说法正确的是()A只有02 s内加速度与速度方向相同B56 s内物体的加速度为3 m/s2C46 s 内物体的速度一直在减小D02 s和56 s内加速度的方向与速度方向均相同解析：选D只要速度增大，加速度的方向与速度的方向就相同，由图可知D正确A错误。由a m/s23 m/s2，B错误。由图可知，46 s内速度先减小后反向增大，C错误。3(多选)若某物体做直线运动的vt图像如图所示，则下列说法中正确的是()At3 s时物体运动的速度方向发生改变Bt3 s时物体运动的加速度方向发生改变Ct3 s时物体离出发点最远Dt3 s时物体