高中物理 第一章 运动的描述 1.5 速度变化快慢的描述——加速度课件2 新人教版必修1.ppt

5速度变化快慢的描述 加速度 1 加速度 1 概念 速度的 与发生这一变化所用 的比值 2 表达式 a 变化量 时间 3 单位 在国际单位制中 加速度的单位是 符号是 或 4 标矢性 有大小 也有方向 5 物理意义 描述速度变化 的物理量 米每二次 方秒 m s2 m s 2 矢量 快慢 2 加速度方向与速度方向的关系 1 速度变化量 v 运动物体的末速度与初速度的差 v 2 加速度的方向 总是与速度变化量 v的方向 3 a与v的方向关系 在直线运动中 如果速度增加 a与v的方向 如果速度减小 a与v的方向 v2 v1 相同 相同 相反 3 由v t图象看加速度 1 v t图象反映了物体的 随时间的变化规律 2 在v t图象中 从图线的倾斜程度就能判断加速度大小 图线的斜率 加速度越大 速度 越大 预习自测 1 有关加速度的说法 正确的是 a 加速度的方向一定与速度变化的方向相同b 加速度的方向一定与速度的方向相同c 速度小加速度一定小d 速度变化大加速度才大 解析 选a 由a 知 加速度的方向与速度变化的方向相同 故a正确 加速度方向与速度方向无关 故b错误 速度小 速度变化不一定慢 加速度不一定小 故c错误 速度变化大 加速度不一定大 还要看时间 故d错误 2 做直线运动的物体加速度恒为2m s2 表示该物体 a 每秒运动2mb 每经过1s 其速度增大2m sc 每经过1s 其速度变化大小为2m sd 每经过1s 其速度减小2m s 解析 选c 物体做变速运动 不同时间段内每1s的位移不同 选项a错误 仅凭所给条件不能确定物体是加速还是减速 选项b d错误 由 v a t得 每经过1s 物体的速度变化量大小为2m s 选项c正确 3 多选 下列图象表示匀速直线运动的是 解析 选b c d 匀速直线运动的速度是定值 不随时间变化 且匀速直线运动的位移随时间均匀变化 可知 b c d正确 a错误 主题一加速度 问题探究 下列三种车辆起步后 经不同的时间达到了不同的速度 1 哪种车辆速度变化大 提示 旅客列车速度变化大 2 哪种车辆速度增加得快 请说明原因 提示 自行车速度增加得快 因为 自行车1s内速度增加 v1 m s 2 8m s小型轿车1s内速度增加 v2 m s 1 5m s旅客列车1s内速度增加 v3 m s 0 4m s v1 v2 v3 所以自行车速度增加得快 3 速度 v 大 速度变化 v 大 和 速度变化得快 的意义相同吗 提示 速度 v 大 速度变化 v 大 和 速度变化得快 的意义不同 4 物体的速度很大 加速度一定很大吗 提示 速度v大表示物体运动得快 加速度a不一定大 如飞机匀速飞行时的速度很大 a却等于零 v小 a也不一定小 如射击时火药爆炸瞬间 子弹的速度v可以看作零 这时加速度a却很大 5 物体的速度变化大 加速度一定很大吗 提示 速度变化大 即 v大 加速度a却不一定大 如列车由静止到高速行驶 其速度变化量 v很大 但经历的时间也很长 所以加速度并不大 6 物体的速度变化快 加速度一定很大吗 提示 速度变化得快 表示单位时间内速度变化大 即加速度a 大 探究总结 速度 速度变化量和加速度的比较 拓展延伸 1 直线运动中 一般取v0方向为正方向 若某矢量的方向与v0同向则取正值 否则取负值 这样就把矢量运算简化为代数运算 2 用 v v2 v1求速度变化量大小时 应先按选取的正方向确定v1 v2的正负值 典例示范 关于速度大小和加速度的关系 下列说法正确的是 a 速度变化得越多 加速度就越大b 速度变化得越快 加速度就越大c 加速度方向保持不变 速度方向也保持不变d 加速度大小不断变小 速度大小也不断变小 解题指南 解答本题时应明确以下两点 1 加速度方向与速度方向之间无直接关系 2 判断加速 减速的方法 若a与v同向 则加速 若a与v反向 则减速 解析 选b 速度变化得越多 是指 v越大 但若所用时间 t也很大 则就不一定大 故a错 速度变化得越快 是指速度的变化率越大 即加速度a越大 b正确 加速度方向保持不变 速度方向可能变 也可能不变 当物体做减速直线运动时 v 0以后就反向运动 如竖直向上抛出的物体 故c错 物体在运动过程中 若 加速度方向与速度方向相同 尽管加速度在变小 但物体仍在加速直到加速度a 0时 速度就达到最大了 故d错 探究训练 1 2017 上饶高一检测 下列关于加速度说法中正确的是 a 加速度与速度变化量成正比 与时间成反比b 速度变化越快 加速度越大且加速度的方向与速度变化量的方向相同 c 当加速度方向与速度方向相同且加速度在减小时 物体做减速运动d 加速度方向保持不变 速度方向也一定保持不变 解析 选b 加速度的定义式a 但是加速度与速度变化量 时间无关 故a错误 加速度是反映速度变化快慢的物理量 速度变化越快 加速度越大 加速度的方向与速度变化量的方向相同 故b正确 当加速度方向与速度方向相同时 加速度减小 速度仍然增大 故c错误 加速度方向保持不变 速度方向可能改变 故d错误 2 2017 汕头高一检测 一辆汽车在公路上以72km h的速度行驶 驾驶员在看到前方亮起红灯时 立刻采取制动措施 经过5s汽车停止 这辆汽车刹车时的加速度是多大 方向如何 解析 汽车刹车过程可认为是加速度不变的减速直线运动 选取初速度方向为正方向 则初速度v0 72km h 20m s 末速度v 0由a 可知 a m s2 4m s2负值表示加速度方向与初速度方向相反答案 4m s2方向与初速度方向相反 规律方法 判断加速度大小的方法 1 相关因素 加速度的大小与 v和 t两个因素有关 而 v与初 末速度有关 所以加速度与初 末速度和 t三个因素有关 2 定性分析 加速度的大小等于速度的变化率 即速度变化的快慢 根据速度变化的快慢可定性判断加速度的大小 3 定量分析 加速度大小是指速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值 即a 4 对应关系 一般而言 由公式a 求解的加速度都是平均加速度 只有当 t 0时 平均加速度才趋于瞬时加速度 补偿训练 1 下列说法中正确的是 a 物体运动的速度越大 加速度一定越大b 物体的加速度越大 它的速度一定越大c 加速度就是 加出来的速度 d 加速度反映速度变化的快慢 与速度无关 解析 选d 物体运动的速度很大 其加速度不一定大 如高速做匀速直线运动的列车 在运动中的加速度等于零 物体的加速度大 表示速度变化得快 即单位时间内速度变化量大 但速度的数值未必大 加出来的速度 是指vt v0 或 v 其单位还是m s 加速度是 加出来的速度 与发生这段变化所用时间的比值 可以理解为 数值上等于每秒内加出来的速度 加速度的表达式中有速度v0 vt 但加速度却与速度完全无关 速度很大时 加速度可以很小甚至为零 速度很小时 加速度也可以很大 速度的方向向东 加速度的方向可以向西 故选d 2 多选 下列关于物体加速度的说法中正确的是 a 加速度等于速度的增加b 加速度表示速度变化的快慢c 加速度为正值时 物体速度的大小随时间而增大 物体做加速运动d 加速度等于速度的变化量和所用时间之比 解析 选b d 加速度的正负由所选正方向决定 当加速度方向与所选的正方向相同时取正 反之取负 速度增大还是减小 加速还是减速 取决于加速度与初速度的方向关系 当加速度与初速度同向时加速 反向时减速 b d正确 3 2017 温州高一检测 2015年7月 山东电视生活频道推出了全省首档户外情侣闯关真人秀节目 爱情加速度 而物理学中的加速度却有完全不同的概念 下列关于物体加速度的说法中正确的是 a 加速度描述速度变化的大小b 加速度描述速度变化的快慢c 加速度表示运动的快慢d 加速度表示增加的速度 解析 选b 加速度a 用于描述速度变化的快慢 b正确 4 2015年9月 中国女排以3 1力克日本女排 获得世界杯冠军 已知从日本队飞来的排球具有水平方向20m s的速度 击后球以原速率水平返回 球与朱婷的手接触时间为0 2s 设0 2s内排球的速度均匀变化 求排球被击打过程中的加速度 解析 规定初速度方向为正方向 则v0 20m svt 20m s所以 v vt v0 20 20 m s 40m s则a m s2 200m s2a 0 说明加速度与初速度方向相反 答案 200m s2 方向与初速度方向相反 主题二加速度方向与速度方向的关系 问题探究 情景1 做直线运动的火车 在40s内速度由10m s增加到20m s 情景2 汽车紧急刹车时 在2s内速度从10m s减小到0 1 情景1中 试求火车在40s内速度的改变量大小和方向 火车的加速度大小和方向 提示 v 20m s 10m s 10m s 为正值 说明 v的方向与速度v方向相同 a 0 25m s2 也为正值 说明a的方向与v的方向相同 2 情景2中 试求汽车在2s内速度的改变量大小和方向 汽车的加速度大小和方向 提示 v 0 10m s 10m s 为负值 说明 v的方向与速度v方向相反 a 5m s2 也为负值 说明a的方向与v方向相反 3 试通过情景1和情景2总结出加速度的方向与速度改变量的方向有什么关系 提示 加速度的方向与速度改变量的方向相同 4 若物体的加速度逐渐减小 速度一定减小吗 若物体的加速度逐渐增大 速度一定增大吗 提示 不一定 若加速度a与初速度v0同向 则物体做加速直线运动 这时若a逐渐减小 只是说明v增加得慢了 若加速度a与初速度v0反向 则物体做减速直线运动 这时若a逐渐增大 只是说明v减小得快了 探究总结 1 速度的变化量 v与加速度a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 拓展延伸 1 物体是做加速运动还是减速运动 不能根据加速度的正负来判断 当加速度与速度均为负值时 速度也增加 2 速度的变化趋势与加速度的变化趋势无关 加速度减小时 速度不一定减小 典例示范 一物体的初速度为v0 5m s 加速度为a 3m s2 它表示 a 物体的加速度方向与速度方向相同 而物体的速度在减小 b 物体的加速度方向与速度方向相同 而物体的速度在增大c 物体的加速度方向与速度方向相反 而物体的速度在减小d 物体的加速度方向与速度方向相反 而物体的速度在增大 解题指南 解答本题时应明确 1 判断物体的速度是增大还是减小时根据加速度和初速度的方向来判断 2 当初速度方向与加速度方向相同时 物体的速度增加 当初速度与加速度的方向相反时 物体的速度减小 解析 选c 物体的初速度为正值 表明速度方向与规定正方向同向 加速度为负值 表明加速度方向与规定的正方向相反 因此 加速度方向与速度方向相反 物体做减速运动 c选项正确 规律方法 判断物体是加速运动还是减速运动的方法 探究训练 1 多选 根据给出的速度和加速度的正 负 对下列运动性质的判断正确的是 a v0 0 a0 物体做减速运动d v0 0 a 0 物体做加速运动 解析 选b c d v与a的正 负是人为规定的 不能决定物体加速或减速 二者只要同向 符号相同 就是加速 只要反向 符号相反 就是减速 2 关于做直线运动的物体的加速度方向 下列判断中正确的是 a 加速度的方向就是速度的方向b 加速度的方向就是位移的方向c 当物体做加速运动时 加速度的方向与速度的方向相同d 当物体做减速运动时 加速度的方向与速度的方向相同 解析 选c 加速度的方向与速度变化量的方向相同 与物体的速度或位移的方向无关 a b错 当物体做加速直线运动时 加速度与速度方向相同 做减速直线运动时 加速度与速度方向相反 c对 d错 故正确答案为c 补偿训练 1 多选 若汽车的加速度方向与速度方向一致 当加速度减小时 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 选b d 加速度表示速度改变的快慢 其方向与速度改变的方向相同 如果加速度的方向与速度方向相同 那么速度一定增加 不管加速度如何改变 汽车的加速度方向与速度方向一致 说明汽车的速度在增加 当加速度减小时 说明汽车的速度增加得慢了 但还在增加 所以a不正确 b正确 当加速度减小到零时 汽车的速度增大到最大 而不是静止 所以c不正确 d正确 2 有甲 乙 丙三辆汽车 都以5m s的初速度开始向东做加速度不变的直线运动 5s后 甲的速度为0 乙的速度方向仍然向东 大小为10m s 而丙的速度却变为向西 大小仍为5m s 则甲 乙 丙的加速度分别是多少 方向如何 解析 取向东为正方向 由a 得a甲 1m s2 负号表示加速度方向向西 a乙 1m s2 方向向东 a丙 2m s2 负号表示加速度方向向西 答案 甲的加速度大小为1m s2 方向向西乙的加速度大小为1m s2 方向向东丙的加速度大小为2m s2 方向向西 主题三从v t图象看加速度 问题探究 如图所示是甲 乙两个质点的速度 时间图象 1 试求出甲 乙两质点的加速度 提示 a甲 2m s2a乙 1m s2 2 试说明v t图象中图线的 陡 和 缓 与加速度有什么关系 提示 由第 1 问知甲的加速度大于乙的加速度 由图象可以直观地看出 甲的图线比乙的图线 陡 所以通过比较图线的 陡 缓 就可以比较加速度的大小 在同一个v t图象中 图线 陡 的加速度较大 探究总结 1 v t图象的斜率大小表示加速度大小 如图所示的v t图象中 图线的倾斜程度 斜率 k a表示物体的加速度 斜率越大 加速度越大 斜率越小 加速度越小 斜率为零 加速度为零 即速度保持不变 2 斜率的正负表示加速度的方向 斜率为正 表示加速度的方向与初速度方向相同 斜率为负 表示加速度的方向与初速度方向相反 3 由v t图象判断速度的变化 通过v t图象可直观判断速度与加速度的正 负无关 如图所示 在整个运动时间内物体的加速度a 0 1 在0 t0时间内 v0 物体做减速运动 2 在t t0时间内 v 0 a 0 物体做加速运动 拓展延伸 由速度 时间图象可得到的信息 1 运动物体的初速度 2 运动物体在各个时刻的瞬时速度 3 由图线可求出运动物体的加速度 4 可以判定物体的运动性质 典例示范 多选 如图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的判断正确的是 a 0 t1时间内加速度为正 质点做加速直线运动b t1 t2时间内加速度为正 质点做减速直线运动c t2 t3时间内速度为负 质点做加速直线运动d t3 t4时间内速度为负 质点做减速直线运动 解题指南 解答本题时应明确以下两点 1 速度 加速度的正负表示的意义 2 通过v t图象确定速度 加速度的正负的方法 解析 选a c d 0 t1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对 t1 t2时间内加速度为负 速度为正 b错 t2 t3时间内速度为负 加速度为负 质点做加速直线运动 c对 t3 t4时间内速度为负 加速度为正 质点做减速直线运动 d对 规律方法 1 从v t图象中可以获得的信息 1 点 两图线交点 说明两物体在交点时的速度相等 2 线 若为倾斜直线表示匀变速直线运动 若为曲线表示变加速运动 3 斜率 表示加速度的大小 4 截距 纵轴截距表示t 0时刻的初速度 横轴截距表示速度为零的时刻 2 利用速度 时间图象求解加速度 v t图象上图线的斜率代表加速度 斜率为正 其加速度为正 即与规定的正方向相同 斜率为负 其加速度为负 与规定的正方向相反 探究训练 1 2017 阳江一检测 如图为一物体做直线运动的v t图象 则在0 t1和t1 t2时间内 a 速度方向相同 加速度方向相同b 速度方向相同 加速度方向相反c 速度方向相反 加速度方向相同d 速度方向相反 加速度方向相反 解析 选b 由于在速度 时间图象中 某一点代表此时刻的瞬时速度 时间轴上方速度是正数 时间轴下方速度是负数 所以整个过程速度方向相同 都为正方向 故c d错误 在速度 时间图象中 斜率代表加速度 向右上方倾斜 加速度为正 向右下方倾斜 加速度为负 所以前一段加速度为正