吉林省长白山第一高中物理必修一课件：1.5速度变化快慢的描述——加速度.ppt

学案5 速度变化快慢的描述加速度 学点1 加速度 (1)加速度 加速度：加速度是速度的变化量跟发生这一变化所用时间的比值，通常用a 表示。 表达式：av/t 式中：v表示速度的变化量，如果用v表示末速度，用v0表示初速度，则v=v- v0，故也可写成a=(v-v0)/t。 单位：米每二次方秒，符号为m/s2或ms-2。 矢量性：加速度既有大小，又有方向，是矢量。直线运动中加速度a的方向 与速度变化量v的方向相同。 (2)匀变速直线运动 匀变速直线运动 物体做直线运动的加速度大小、方向都不变，这种运动叫匀变速直线运动。 匀变速直线运动的特点 a.加速度大小、方向都不变，且加速度的方向与速度的方向在同一直线上。 b.既然加速度不变，则相等时间内速度的变化量一定相同(v=at)。 c.当加速度方向与速度方向相同时，物体做匀加速直线运动，当加速度方向与 速度方向相反时，物体做匀减速直线运动。 v=v-v0，叫做速度的变化量，由于速度是矢量，求其变化量时要特 别注意其方向性，如物体沿x轴方向做加速直线运动，计时时的初速度 v0=2 m/s，经10 s，其末速度变为v=7 m/s,两速 度方向显然是一致的，则在10 s内其速度的变 化量v=v-v0=7 m/s-2 m/s=5 m/s,如图1-5-2所示， 我们规定初速度的方向为正方向，则速度变化 量v的方向与规定的正方向相同，故v=5 m/s0。 图1-5-2 若仍规定初速度的方向为正方向，v0=2 m/s，10 s后，末速度大小虽 然仍是7 m/s，但方向相反，即v=-7 m/s,如图1-5-1所示，则速度变化量 v=v-v0=-7 m/s-2 m/s=-9 m/s,在v=-9 m/s中的“-”号，表示速度变化量的 方向与规定的正方向相反，“-”号不表示大小，只表示方向。 在以上两种情况下，第一次加速度a1=v/t=5/10 m/s2=0.5 m/s2，与 初速度v0同向；第二次a2=v/t=-9/10 m/s2=-0.9 m/s2,与初速度v0反向。 由加速度的定义式a=v/t可知，加速度是由速 度的变化量和速度变化所用的时间两个因素共同决定的 。速度变化大，加速度不一定大；速度变化所用时间短 ，若速度变化量没有确定，也不能确定加速度一定大。 加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度变化越快， 加速度一定越大；速度为零，并不是速度的变化量为零 ，故加速度不一定为零。 【例1】关于加速度，下列说法中正确的是( ) A.速度变化越大，加速度一定越大 B.速度变化所用时间越短，加速度一定越大 C.速度变化越快，加速度一定越大 D.速度为零，加速度一定为零 C 1.下列所描述的运动中，可能的有( ) A.速度变化很大，加速度很小 B.速度变化方向为正，加速度方向为负 C.速度变化越来越快，加速度越来越小 D.速度越来越大，加速度越来越小 AD 【例2】足球以8 m/s的速度飞来，运动员在0.2 s的时间内将 足球以12 m/s的速度反向踢出。则足球在这段时间内的 平均加速度大小为_m/s2，方向_ _。 取初速度方向为正方向，则v0=8 m/s，则踢出 球的速度v=-12 m/s。所以平均加速度a=v/t=(v- v0)/t=(-12-8)/0.2 m/s2=-100 m/s2。即平均加速度大小 为a=100 m/s2，方向与初速度的方向相反。 与初速度的方向 直线运动中，v的求法：(1)规定某一方向为 正方向，若已知速度的方向与规定的正方向相同，则 为正值；若与规定的正方向相反，则为负值；(2)用正 值或负值表示初、末速度v0和v；(3)由v=v-v0求v；(4) 说明v正、负值的物理意义。 100 相反 摩托车相撞时的加速度超过了死亡加速度的 值，所以有生命危险。 2.有些国家的交管部门为了交通安全，特制定了死亡加速 度为500g(取g=10 m/s2)，以警示世人。意思是如果行车 加速度超过此值，将有生命危险。这么大的加速度，一 般车辆是达不到的，但是如果发生交通事故，将会达到 这一数值。试判断：两辆摩托车以36 km/h的速度相向 而撞，碰撞时间为1.210-3 s，驾驶员是否有生命危险？ 学点2 从v-t图象看加速度 (1)v-t图象的斜率大小表示加速度的大小 在v-t图象中，v/t反映了图象的斜率，数值等于物体运动的加速度 的大小。 如果速度均匀地增加或减小，说明物体的加速 度不变，其v-t图象为一直线(如图1-5-3所示)，这样的运 动称为匀变速直线运动。用直线的斜率直接比较加速 度的大小。 图1-5-3 如果速度变化不均匀，说明物体的加速度在变化 ，其v-t图象为一曲线(如图1-5-4所示)。曲线上某点的切 线的斜率大小表示该时刻的瞬时加速度大小。 图1-5-4 (2) v-t图象的斜率正负表示加速度的方向 v-t图象中，斜率为正值，表示加速度方向与规定正方向相同，斜率 为负值，表示加速度方向与规定正方向相反。如图1-5-5所示。 由v-t图象判断速度变化 通过v-t图象可直观判定速度大小变化与加速度正、负 无关。如图1-5-6所示，在整个运动时间内物体的加速度 a0。 (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。 由图1-5-5甲可知：a=v/t=(4-2)/4 m/s2=0.5 m/s2。 由图1-5-5乙可知：a=v/t=(0-4)/5 m/s2=-0.8 m/s2。 负号表示加速度的方向与初速度的方 向(即规定的正方向)相反。 图1-5-5 图1-5-6 【例3】一质点做直线运动的v-t图象如图1-5-7 所示，质点在01 s内做_运动， 加速度为_ m/s2； 在1 s3 s内，质 点做_运动，加速度为 _m/s2； 在3 s4 s内，质点做_运动， 加速度为_ m/s2；在1 s4 s内，质点 做 _运动，加速度为 _m/s2 由图可知，质点在01 s内做匀加速直线运动，加 速度可用图象的斜率来求，a1=tan1=4 m/s2;在1 s3 s内 ，质点做匀减速直线运动，加速度a2=(v-v0)/t=(0-4)/(3-1) m/s2=-2 m/s2;在3 s4 s内，质点做匀加速直线运动，加速 度a3=(v-v0)/t=(-2-0)/1 m/s2=-2 m/s2;在1 s4 s内，加速度恒 为-2 m/s2故1 s4 s内做匀变速直线运动，加速度为-2 m/s2 。 图1-5-7 匀加速直线 匀加速直线 匀减速直线 4 -2 -2 匀变速直线 -2 v-t图象表示运动物体速度随时间变化的规 律，不代表物体的运动轨迹。 注意图象上特殊点的意义。本题中第1 s末 时刻，图象由向上倾斜变为向下倾斜，斜率发生 变化，表明加速度方向发生了变化，物体由加速 运动变为减速运动，速度方向没有变化，第3 s末 时刻速度为零，1 s3 s速度方向和3 s4 s相反，但 加速度相同，故1 s4 s内质点做匀变速直线运动。 (1)质点在04 s内做匀加速直线运动，4 s8 s 内做匀速直线运动，8 s10 s内做匀减速直线运动，10 s12 s内做反向匀加速直线运动。 (2)由a=v/t得： 04 s内的加速度a1=(10-0)/(4-0) m/s2=2.5 m/s2； 8 s10 s内的加速度a2=(0-10)/(10-8 )m/s2=-5 m/s2； 10 s12 s内的加速度a3=(-10-0)/(12-10) m/s2=-5 m/s2 。 3.如图1-5-8所示，是某质点运动的v-t图象， 请回答： (1)质点在图中各段中做什么性质的运动？ (2)在04 s内、8 s10 s内、10 s12 s内 质点加速度各是多少？ 图1-5-8 1.下列关于速度和加速度的说法中，正确的是( ) A.物体的速度越大，加速度也越大 B.物体的速度为零时，加速度也为零 C.物体的速度变化量越大，加速度越大 D.物体的速度变化越快，加速度越大 2.下列说法中正确的是( ) A.物体的速度改变量增大时，其速度一定增大 B.物体有加速度，且a0时，速度一定增大 C.物体的加速度增大时，速度一定增大