高中物理 第一章 运动的描述 1_5 速度变化快慢的描述——加速度学案 新人教版必修1

第5节速度变化快慢的描述加速度学习目标核心提炼1.理解加速度的概念，能区分v，v与的关系。1个定义加速度的比值定义法2种方法求解加速度方法：公式法或图象法3个物理量速度、速度变化量和加速度2.知道加速度的矢量性，能根据加速度与速度方向的关系判断物体的运动情况。3.掌握运用vt图象计算加速度大小的方法及分析其变化情况。一、加速度阅读教材P25P26“加速度”部分内容，知道加速度的概念、公式及物理意义。1定义：速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。即a。2单位：国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s2或ms2。3物理意义加速度a是表示物体速度变化快慢的物理量，也叫速度对时间的变化率。4a是用比值定义法定义的物理量，a的大小与v、t无关(填“有关”或“无关”)。思维拓展图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11万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2627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：与速度变化量的方向相同。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相同；如果速度减小，加速度的方向与速度的方向相反。思维拓展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？图2答案vv2v110 m/s，a0.25 m/s2，相同三、从vt图象看加速度阅读教材第28页从“vt图象看加速度”部分，知道vt图象的物理意义，会用vt图象计算加速度的大小。1定性判断：vt图象的斜率反映加速度的大小。图32定量计算：在vt图象上取两点E(t1，v1)、F(t2，v2)，加速度的数值a。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aOAaBC)；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)相同相反预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3加速度与速度、速度变化量的比较要点归纳速度、速度变化量、加速度比较相关量比较项速度v速度变化量v加速度a定义物体的位移与所用时间的比值物体的末速度与初速度的差值物体速度的变化量与所用时间的比值表达式vvv2v1a单位m/sm/sm/s2方向速度的方向就是物体运动的方向vat，v与a的方向相同a与v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v很大，t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B1速度的变化量与加速度的关系(1)加速度a的方向与速度的变化量v的方向一定相同，但速度的变化量v的大小不仅与加速度有关，还与时间有关。(2)根据加速度的大小不能判断速度变化量的大小，反过来，根据速度变化量的大小也不能判断加速度的大小。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()图5A50 m/s2B100 m/s2C250 m/s2D500 m/s2解析以45 m/s方向为正方向v45 m/s(30 m/s)75 m/sa500 m/s2方向与45 m/s方向相同，故选D。答案D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0B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，但加速度可能很小解析根据a知B错误，D正确；再由a与v关系知A、C均正确。答案ACD判断物体是加速还是减速的方法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(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()Av00，a0，物体先做加速运动，后做减速运动Bv00，a0，物体做加速运动Cv00，a0，物体先做减速运动，后做加速运动Dv00，a0，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，a0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从vt图象看加速度要点归纳1vt图象中加速度的意义(1)图象意义：vt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：vt图象的斜率反映运动物体的加速度。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。2通过vt图象认识加速度(1)如果速度均匀增大或减小，加速度不变，vt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a12 m/s2，方向与初速度方向相同；乙表示的加速度a22 m/s2，负号表示其方向与初速度方向相反。图6(2)如果速度不是均匀变化的，即物体的加速度在变化，则vt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。图7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()图8A前2 s的加速度大小为5 m/s2B2 s末运动方向改变C4 s末物体回到出发点D6 s到8 s做匀速运动解析前2 s的加速度a m/s25 m/s2，A正确；前4 s 内的速度均为正值，表示速度方向与正方向相同，B错误；4 s末运动方向变化，并不表示回到出发点，C错误；68 s 是变速运动，D错误。答案A分析vt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，vt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()图9A0t1时间内加速度为正，质点做加速直线运动Bt1t2时间内加速度为正，质点做减速直线运动Ct2t3时间内加速变为负，质点做加速直线运动Dt3t4时间内加速变为负，质点做减速直线运动解析0t1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；t1t2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；t2t3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；t3t4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AC1(多选)由a可知()Aa与v成正比B物体加速度大小由v决定Ca的方向与v的方向相同Dv/t叫速度变化率，就是加速度解析a的大小与v、t均有关，但不是由v、t决定，a的 方向与v相同。答案CD2(多选)有两个物体都做加速度恒定的变速直线运动，则以下说法中正确的是()A经过相同的时间，速度变化大的物体，它的加速度一定大B若初速度相同，则末速度大的物体加速度一定大C若加速度相同，初速度大的物体，其末速度一定大D在相同的时间内，加速度大的物体，其速度变化必然大解析注意讨论物体做加速运动还是做减速运动。答案AD3(多选)下列运动可能出现的是()A物体的加速度增大，速度反而减小B物体的加速度减小，速度反而增大C物体的速度为零时，加速度却不为零D物体的加速度始终不变，速度也始终不变解析A项，物体做减速运动时，加速度可增可减；B项，物体做加速运动时，加速度可增可减；C项，汽车启动瞬间加速度不为0；D项，物体有加速度，速度就变化，D错误，故选A、B、C。答案ABC4(多选)一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4 m/s，2 s后速度大小变为10 m/s，则在这2 s内该物体的加速度大小可能为()A2 m/s2B3 m/s2C5 m/s2D7 m/s2解析注意讨论速度的方向。答案BD5(多选)甲、乙两个物体在同一直线上运动，它们的vt图象如图10所示，则在t1时刻() 图10A甲、乙运动的速度大小相等，方向相反B甲、乙运动的速度大小相等，方向相同C甲、乙运动的加速度大小不等，方向相同D甲、乙运动的加速度大小不等，方向相反解析速度方向根据v的正负号来判断，加速度方向根据图象的斜率正负来判断。答案BD警示：加速度的十个不一定1物体的速度大，加速度不