必修1第1章运动的描述第5节加速度 黄埔.doc

中小学1对1课外辅导专家精锐教育学科教师辅导讲义讲义编号 _学员编号： 年 级： 课时数： 学员姓名： 辅导科目： 学科教师： 课 题加速度 授课日期及时段： 教学目标1知道加速度是用来描述物体运动速度变化经快慢的物理量。理解加速度的概念。2知道加速度是矢量，加速度的方向表示物体速度变化的方向。理解直线运动中加速度方向与物体运动方向及其加速运动或减速运动之间的联系。3通过平均速度和加速度的建立过程，了解和体会比值定义法在科学研究中的作用。教学内容课前检测1关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是（）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. 加速度大小保持不变，速度大小也保持不变2下列关于速度和加速度的说法中哪些是正确的（）A. 速度是描述运动物体位置变化大小的物理量，而加速度是描述运动物体速度变化大小的物理量B. 速度是描述运动物体位置变化快慢的物理量，而加速度是描述运动物体速度变化快慢的物理量C. 运动物体的速度变化大小跟速度变化快慢实质上是同一个物理意义D. 速度的变化率表示速度变化快慢，而不是表示速度变化的大小3如图所示，为物体做匀加速直线运动的速度图象，则A 两物体初速度不同，加速度相同B 两物体在相同时间内速度的增加量相同C 甲观察到乙做匀速直线运动D 乙观察到甲是静止的 4对于作匀变速直线运动的物体，下列说法中正确的是 A.若加速度方向和速度方向相同，虽然加速度很小，物体的速度还是要增大的B.若加速度方向和速度方向相反，虽然加速度很大，物体的速度还是要减小的C.不管加速度方向和速度方向的关系怎样，物体的速度都是增大的D.因为物体作匀变速直线运动，所以它的加速度是均匀变化的 5一物体从静止开始做变速运动，其加速度方向不变，而大小随时间均匀减小，直至等于零，然后保持不变。下面关于这个物体运动情况的描述，正确的是( )A. 物体的位移不断增大，至最大值，后保持不变B. 物体的速度不断增大，至最大值，后保持不变C. 物体的位移随时间均匀减小，直至等于零D. 物体的速度随时间均匀减少，直至等于零6物体在作匀加速直线运动的过程中，经过A、B两点时的速度分别是20m/s和50m/s，若该物体的加速度为5m/s2，那么物体从A到B的时间为。CBA86426420t/sV/ms-17小球以5m/s的速率撞击墙壁，沿原路弹回的速率为3m/s，设撞击的时间为0.02s，则在撞击的过程中的加速度大小为 m/s2，方向与 速度方向相同。8如图所示，物体A的初速度为m/s，加速度为 m/s2。物体B的初速度为 m/s，加速度为 m/s2。交点C表示 。9物体从静止开始作变速直线运动，第1秒内其加速度为4m/s2，第2秒内其加速度为3m/s2，第3秒内其加速度为2m/s2，第4秒内其加速度为1m/s2，求第4秒末的速度。并画出速度时间图象。知识梳理理解领悟加速度是力学中的重要概念，也是高一物理课较难懂的概念，要结合具体实例加深理解。要注意区别“速度快”、“速度变化大”与“速度变化快”的含义，理解平均加速度和瞬时加速度。基础级1. 为什么要引入加速度的概念？教材中列举了小型轿车和旅客列车不同的加速情况：小型轿车起步时可在20s内速度达到100km/h，它的速度平均1s增加了5km/h；而旅客列车由静止开始达到100km/h的速度，大约要用500s，它的速度平均1s只增加0.2km/h。小型轿车的速度增加得比较快，这说明做变速运动的物体，速度变化有快有慢。让我们再来看一个例子：图127描述了汽车的加速过程和制动过程中速度变化的情况。汽车的加速性能是反映汽车质量优劣的一项重要标志，汽车的制动距离也是反映汽车性能的一项指标。可见，研究速度变化快慢是有意义的，需要引入一个物理量加速度来描述速度变化的快慢。Oxv0v002s4s6s8s10s02s4s6s8s图1272. 如何定义加速度？要比较物体运动速度变化的快慢可以有两种方法：一种是相同时间内，比较物体运动速度变化量的大小，速度变化量大，速度变化得快；另一种是速度变化量相同，比较所用时间的长短，时间短的，速度变化得快。物理学中用速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值表示物体速度变化的快慢，这就是加速度。如果在时间t 内物体的速度变化量是v，它的加速度就可以表示为用速度的变化量与时间的比值比较物体运动速度变化的快慢，事实上是采用了前一种比较方法，即比较相同时间1s内速度变化量的大小。3. 对加速度的进一步理解在加速度的定义式中，v是速度的变化量，它是运动物体的末速度与初速度的差，即v=vtv0。因为速度本身是矢量，所以其差是矢量差。对于直线运动而言，速度可用带有正负号的代数量表示，因此其差等于末速度与初速度的代数差。t是速度改变v所经历的时间，必须注意两者的同一性。因为速度是矢量，所以加速度也是矢量。加速度的方向就是速度变化的方向。在直线运动中，速度变化的方向可以与速度的方向相同，也可以与速度的方向相反。因此，加速度的方向可以与速度的方向相同，也可以与速度的方向相反。加速度的方向与速度的方向相同，物体做加速运动；加速度的方向与速度的方向相反，物体做减速运动。在直线运动中，加速度可以用一个带有正负号的数值表示，绝对值表示其大小，正负号表示其方向。加速度为正表示其方向与规定的正方向相同，加速度为负表示其方向与规定的正方向相反。 加速度的单位可由其定义式确定。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”或“ms-2”。要将加速度的单位与速度的单位区别开来。加速度不是“加”出来的速度，而是“加速”的快慢程“度”，更确切地说是变速的快慢程度，它是速度对时间的变化率，是表示速度变化快慢的物理量。物体的速度增量很大，但如果经历的时间很长，加速度的值仍可能很小。加速度只是在数值上等于单位时间内增加的速度。4. 速度和加速度的区别速度和加速度是两个不同的物理量，我们可以从以下三方面来区别它们。（1）从定义上看：速度是描述物体运动方向和快慢的物理量，是位置的变化（位移）和时间的比值；加速度是描述物体速度变化方向和快慢的物理量，是速度的变化（速度增量）和时间的比值。（2）从方向上看：速度加速度都是矢量，速度的方向就是物体运动的方向，而加速度的方向不是速度的方向，而是速度变化的方向，故加速度方向与速度方向没有必然的联系。只有在直线运动中，加速运动时加速度与速度方向一致，减速运动时加速度与速度方向相反。（3）从量值上看：加速度“大”，只意味着速度变化“快”，不表示速度变化量大，也不表示速度大。速度大，加速度不一定大；速度小，加速度不一定小；加速度减小而速度可能增大，加速度不为零而速度大小可能不变。例如，空中匀速飞行的飞机，苏打很大，加速度为零。今后我们还会学到，弹簧振子在最大位移处速度为零，但加速度却是最大；汽车以恒定功率启动时，加速度在减小而速度却在增大；做匀速圆周运动的物体加速度不为零，而速度的大小却保持不变。结合这些实例进行分析，可进一步认识速度和加速度这两个基本概念的区别。5. 平均加速度和瞬时加速度的区别严格地讲，由公式定义的加速度实际上指的是平均加速度，同平均速度与瞬时速度的关系相似，只有当所取的时间间隔t趋近于零时，平均加速度才趋近于瞬时加速度。平均加速度和一段时间（或一段位移）相对应，瞬时加速度和某一时刻（或某一位置）相对应。讲平均加速度必须指明是哪一段时间（或哪一段位移）内的平均加速度，讲瞬时加速度必须指明是哪一个时刻（或哪一个位置）的瞬时加速度。平均加速度只能粗略地描述一段时间内物体速度变化的快慢程度，瞬时速度能够精确地描述某一时刻物体速度变化的快慢程度。另外还需指出，平均加速度与加速度的平均值也是有严格区别的，两者的数值一般并不相等，不可混淆。在匀变速运动（加速度保持不变的运动）中，平均加速度与瞬时加速度相等。6. 从速度图象求加速度Ovt图128vtP 在如图128所示的物体运动的速度图象中，比值越大，直线OP就越陡。所以我们把叫做直线的斜率。比值是物体运动的加速度a。所以，图象的斜率等于物体运动的加速度。在同一个坐标平面上，斜率越大，即直线越陡，表示加速度越大。7. 对“说一说”问题的讨论本节教材“说一说”栏目指出，日常生活中讲的“快”和“慢”，有时指速度，有时指加速度，要求分别举出几个这样的例子。速度描述了物体位置变化的快慢。日常生活中讲的“快”和“慢”，指速度的如：你走得真“快”；将要进站时，汽车行驶“慢”下来了；下课后，同学们“快”步奔向操场加速度描述了物体速度变化的快慢。日常生活中讲的“快”和“慢”，指加速度的如：赛车性能不佳，起步太“慢”；幸亏汽车急刹车刹得“快”，才没有酿成事故发展级8. 对速度的变化量的再认识加速度的定义是，理解v的含义是重要的。由于本章只研究直线运动，因此, 用x=x2x1表示位移，即用正负号表示位移的方向显得自然，容易理解。同样，速度的方向也可用正负号表示。速度的变化量是矢量减法，用正负号表示矢量的方向后，同一直线上矢量减法就变换成了标量的代数减法。v1v1v2v2vv(a) 汽车加速(b) 汽车减速图129速度的变化量是v=v2v1。速度是矢量，因此v2v1的矢量减法可以处理为其含义是v1+v=v2（图129a汽车加速的情况）；汽车减速的情况v的方向与车的前进方向相反（图129b汽车减速的情况）。要逐渐养成使用矢量语言进行运算的习惯。9. 关于“变化率”前面我们学到，速度是物体位置的变化率，它表示物体位置变化的快慢；加速度是物体速度的变化率，它表示物体速度变化的快慢。一般来说，描述变化快慢的量就是变化率。教材对“变化率”下了如下定义：自然界中某量D的变化可以记为D，发生这个变化所用的时间间隔可以记为t；变化量D与t的比值就是这个量的变化率。可见，变化率表示变化的快慢，不表示变化的大小。需要进一步指出的是，教材中所定义的“变化率”明确地讲是指“对时间的变化率”，还有另一种变化率“对位移的变化率”。例如，速度对位移的变化率就定义为“物体速度的变化与发生这一变化物体位移的比值”，即定义为，它在数值上等于物体发生1m位移时速度的变化量。当然，若不加特别说明，讲“变化率”就是指“对时间的变化率”。 应用链接 本节课的应用主要是对加速度概念的理解，对速度、速度的变化量和速度的变化率（加速度）的辨析，以及运用加速度的定义式或速度图象求解加速度。重难点突破基础级例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. 速度变化所用的时间越短，加速度一定越大C. 速度变化越快，加速度一定越大D. 单位时间内速度变化越大，加速度一定越大提示 根据加速度的定义式及物理意义进行判断。解析 由加速度的定义式可知，加速度的大小是由速度的变化量和发生这一变化所用的时间共同决定的。速度变化越大，所用的时间不确定，加速度不一定越大。速度变化所用时间越短，但速度的变化量大小不确定，也不能确定加速度一定越大。单位时间内速度变化越大，加速度一定越大。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。选项C、D正确。点悟 加速度是反映速度变化快慢的物理量。加速度越大，只能说明速度变化越快，不能说明速度变化越大，也不能说明物体运动越快。要正确区分运动的快慢（v）、速度的变化量（v）和速度变化的快慢（即a）的不同。例2 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，速度也始终不变提示 物体做加速直线运动还是做减速直线运动，要看加速度的方向与速度的方向是否一致。只要加速度的方向与速度的方向相同，速度就增大；加速度的大小则决定速度变化的快慢，而不决定速度变化的趋势（即速度增大还是减小）。解析 当加速度方向与速度方向相反时，物体做减速运动，速度在不断减小，若加速度增大，速度减小得更快。当加速度方向与速度方向相同时，物体做加速运动，速度在不断增大，若加速度减小，只是速度增大得慢了。当速度为零时，加速度可能为零，也可能不为零。加速度是描述速度变化快慢的物理量，有了加速度，物体的速度一定要发生变化。选项A、B、C正确。点悟 有的同学可能错误地认为“加速度增大时，速度一定增大；加速度减小时速度一定减小”，产生这种错误的原因在于没有弄清楚加速度对速度变化的影响。加速度是矢量，既有大小又有方向。加速度的方向决定速度是增大还是减小；加速度的大小则决定速度增大或减小的快慢，即单位时间内变化了多少。例3 篮球以10m/s的速度水平撞击篮板后以6m/s的速度反向弹回，篮球与篮板的接触时间为0.1s，则篮球在这段时间内的加速度为多大？加速度的方向如何？提示 因为速度和加速度均为矢量，所以在求解之前必须首先确定正方向。若速度、加速度方向与规定的正方向相同，则为正；反之，则为负。已知量代入公式时必须冠以符号，未知量一般先假设为正，解后再作出判断。解析 选取篮球的初速度方向为正方向，则初速度v0=10m/s。因为末速度方向与规定的正方向相反，故末速度为vt=6m/s。由加速度的定义式可得m/s2=160m/s2可见，加速度的大小为160m/s2，负号表示加速度的方向与初速度的方向相反。v/(ms-1)t/sO102030201030405060图130点悟 加速度的定义式为矢量式，对于直线运动只要规定正方向，速度与加速度均可用带有正负号的代数量表示，在解题时要特别注意各个量正负的确定。本题也可以选取末速度的方向为正方向，解出的加速度将为正值，同学们不妨试一试。例4 图130是一个物体向东运动的速度图象。由图可知在010s内物体的加速度大小是 ，方向是 ；在1040s内物体的加速度为 ；在4060s内物体的加速度大小是 ，方向是 。提示 ，由速度图象读出与t相应的v，代入公式即可算得加速度a；由a的正负号即可确定加速度的方向。解析 由题图可知，在010s内物体的加速度为m/s2=3m/s2方向向东；在1040s内物体的加速度a2=0；在4060s内物体的加速度为m/s2=1.5m/s2负号表示a3的方向与运动方向相反，即方向向西。点悟 要理解速度图象的物理意义，能根据速度图象和加速度的定义式计算加速度的大小，判断加速度的方向。发展级例5 有些国家的交通管理部门为了交通安全，特制定了死亡加速度为500g这一数值（g取9.8m/s2）以醒世人，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，但发生交通事故时，将会达到这一数值。假如两辆摩托车以36km/h的速度相向而行发生碰撞，碰撞时间为210-3s，你判断一下驾驶员是否有生命危险？提示 只要计算出摩托车碰撞时加速度的大小，即可作出判断。解析 碰撞后摩托车静止，则碰撞中摩托车的加速度为m/s2=5103m/s2可见，摩托车加速度的大小为5103m/s2，已超过死亡加速度500g，驾驶员会有生命危险。点悟 本题是一道联系实际的物理问题，在运用加速度的定义式求解加速度时，需要根据实际情况，挖掘出摩托车碰撞后末速度等于零这一隐含条件。值得注意的是，求得加速度a=5103m/s2，负号仅表示加速度的方向与初速度方向相反，不表示加速度的大小，千万不能因为a是负值，而误认为a500g。例6 图131中每一个图都有两条图线，分别表示一种直线运动的加速度和速度随时间变化的图象，其中可能正确的是（ ）avavvaavABCD图131提示 根据速度图象和加速度图象的物理意义进行分析判断。解析 在A图中，表示物体做匀变速直线运动，速度减至零再反向加速，是可能的。在图B与C中，速度恒定，还有变化的加速度，这是不可能的。在图D中，加速度恒定，物体做匀加速直线运动，速度随时间均匀增加，这是可能的。选项A、D正确。点悟 在速度图象中，图线的斜率表示物体的加速度。图线斜率的绝对值表示加速度的大小，斜率的绝对值越大，表示速度变化得越快。图线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规定的正方向相同；斜率为负，表示加速度的方向与规定的正方向相反。根据加速度的方向与速度的方向相同还是相反，即可判断物体是在做加速运动还是减速运动。课堂练习 1、一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为，1s后速度的大小变为，在这1s内该物体的（ ）。A. 速度变化的大小可能小于4m/sB. 速度变化的大小可能大于10m/sC. 加速度的大小可能小于D. 加速度的大小可能大于2、一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度时间图像如图所示，由图像可知（ ）。A. 段火箭的加速度小于段火箭的加速度B. 在段火箭是上升的，在段火箭是下落的C. 时刻火箭离地面最远D. 时刻火箭回到地面3、某个做直线运动的质点的位移随时间变化的关系式为，x与t的单位分别是m和s，则质点的初速度和加速度分别是（ ）。A. 4m/s和 B. 0和C. 4m/s和 D. 4m/s和04、某物体从静止开始做匀速直线运动，若前一半路程所用的时间为t，则物体运动全程所用的时间为（ ）。A. B. 4t C. 2t D. 5、某物体做加速直线运动的初速度，5s后的速度，则平均加速度是_，平均加速度的方向与物体运动的方向_，与速度变化量的方向_。（填“相同”或“相反”）6、如下图所示是一个物体向东运动的v-t图像，由图可知在010s内物体的加速度大小是_，方向是_；在10s40s内物体的加速度为_，在40s60s内物体的加速度大小是_，方向是_。7、如下图所示的v-t图像中，质点A、B、C运动的加速度分别为，其中_的加速度最大。在t0时_的速度最大，在时_的速度最大，在t_s时，A、B的速度一样大。8、海滨浴场的滑梯从顶端到入水处长约12m，一人由滑梯顶端开始做初速度为零的匀加速直线运动，开始运动后第一秒通过路程是0.75m，则人的加速度大小是_，从顶端开始到入水，所需要的时间是_，人入水时的速度大小是_，从顶端开始到入水，人的平均速度的大小是_。9、在风平浪静的海面上，有一战斗机要去执行一项紧急飞行任务，已知飞机的起飞速度为50m/s（即飞机安全起飞时的最小速度），而航空母舰的弹射系统出了故障，无法在短时间内修复。飞机在跑道上加速时，可能产生的最大的加速度为，跑道的长度经过计算只能让飞机在这些条件下加速8s，飞机根本无法安全起飞。（1）请你通过计算说明：为什么飞机根本无法安全起飞？（2）为了能使飞机能够安全起飞，航空母舰不得不在海面上沿起飞方向运动，从而使飞机获得起飞速度，达到安全起飞的目的，那么航空母舰行驶的速度至少为多大？10、卡车原来用10m/s的速度匀速在平直公路上行驶，因为道口出现红灯，司机从较远的地方即开始刹车，使卡车匀减速前进，当车减速到2m/s时，交通灯转为绿灯，司机当即放开刹车，并且只用了减速过程的一半时间卡车就加速到原来的速度，从刹车开始到恢复原速过程用了12s。求：（1）减速与加速过程中的加速度；（2）开始刹车后2s末及10s末的瞬间速度。11、一质点从静止开始做直线运动，第一秒内以加速度运动，第二秒内以加速度为，如此反复，照这样下去，在100s内此质点的总位移为多大？课堂小结关于加速度的理解：（1）加速度不是速度的增加，加速度是描述速度变化快慢与变化方向的物理量。（2）加速度与速度无关。只要速度在变化，无论速度大小，都有加速度；只要速度不变化（匀速），无论速度多大，加速度总是零；只要速度变化快，物体加速度就大，无论速度是大，是小或是零。（3）加速度大小是用来描述速度变化快慢的，只与速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值有直接关系，而与速度的变化无直接关系。物体有了加速度，经过一段时间速度有一定变化，因此速度的变化是一个过程量，它的大小与具体的物理过程密切相关。因此大，不一定大；反过来，大，也不一定大。（4）物体有一定大小的加速度，加速度方向不同，物体的运动情况（轨迹、速度方向）也不相同。当加速度方向与速度方向不平行时，物体做曲线运动；当加速度方向与速度方向一致时，物体做加速直线运动；当加速度方向与速度方向相反时，物体做减速直线运动。因此物体速度是增大还是减小，视加速度与速度方向关系，方向一致速度增大，方向相反速度减小。课后作业1、下列说法中正确的是（ ）A、有加速度的物体其速度一定增加。 B、没有加速度的物体速度一定不变。C、物体的速度有变化，则必有加速度。 D、加速度为0，则速度也为0 。2、质点做速度均匀变化的直线运动，正确的说法是（ ）A、若加速度方向与速度方向相同，虽然加速度很小，物体的速度还是增大的。B、若加速度方向与速度方向相反，虽然加速度很大，物体的速度还是减小的。C、不管加速度方向与速度方向关系怎样，物体的速度都是增大的。D、因为物体做速度均匀变化的直线运动，故其加速度是均匀变化的。3、关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的有（ ）A、加速度大，则速度也越大。 B、速度变化量越大，加速度也越大。C、物体的速度变化越快，则加速度越大。 D