物理必修一加速度教案

运动的描述 加速度 适用学科物理适用年级高一 适用区域安徽课时时长 分钟 60 分钟 知识点 加速度 加速度与速度的联系与区别 教学目标 1 理解加速度的概念 知道加速度是表示速度变化快慢的物理量 知道 它的定义 公式 符号和单位 2 知道加速度是矢量 知道加速度的方向始终跟速度的改变量的方向一 致 知道加速度跟速度改变量的区别 3 知道什么是匀变速直线运动 能从匀变速直线运动的 v t 图像中理解 加速度的意义 教学重点1 速度的变化量速度的变化率的含义 v t v 2 加速度的概念及物理意义 教学难点 从匀变速直线运动的 v t 图像中理解加速度的意义 教学过程 一 复习预习 1 速度的定义 位移与发生这个位移所用时间的比值 2 速度的定义式 v t x 3 速度的单位 m s 常用单位 km h cm s 4 平均速度 运动物体的位移和时间的比值叫做这段时间的平均速度 5 定义式 v t s 二 知识讲解 考点 1 一 匀变速直线运动 物体在一条直线上运动 如果在相等的时间内速度的变化相等 这种运动就叫做匀变 速直线运动 分析 怎样理解 相等的时间内速度的变化相等 1 某一时刻 物体甲的速度为 3m s 经 1s 后速度为 5m s 又经 1s 后速度为 7m s 则这个物体每经过 1s 速度增加 2m s 2 某一时刻 物体乙的速度为 20m s 经 1s 后速度为 15m s 又经 1s 后速度为 10m s 则这个物体每经过 1s 速度减小 5m s 考点 2 二 加速度 提问 上面两个实例 物体都做匀变速运动 它们的不同之处在哪 得出 在相等的时间内速度的变化不同 分析 物体甲在 1s 内速度增加 2m s 2s 速度增加 4m s 物体乙在 1s 内速度减小 5m s 2s 内速度减小 10m s 恒量 所用时间 速度的变化 甲 s sm s sm s sm 3 6 2 4 1 2 恒量 所用时间 速度的变化 乙 s sm s sm s sm 3 15 2 10 1 5 比较甲 乙这两个恒量可看出 比值大表示速度变化的快 比值小表示速度变化的慢 1 定义 在匀变速直线运动中 速度的变化和所用时间的比值 叫做匀变速直线运 动的加速度 2 物理意义 描述速度变化的快慢 根据上述实例 同学思考得出加速度公式 3 公式 t vv a 01 开始时刻物体的速度 经过一段时间 t 的速度 0 v t v 4 在国际单位制中加速度的单位是 m s2 加速度的单位还可以是 cm s2 读作 米每二次方秒 厘米每二次方秒 让我们动手计算甲 乙两物体的加速度 220 2 2 3 7 2 1 3 5 sm s smsm asm s smsm t vv a t 甲甲 或 220 5 2 20 10 5 1 20 15 sm s smsm asm s smsm t vv a t 乙乙 或 5 加速度是矢量 既有大小又有方向 6 加速度的方向 就是速度变化量的方向 分析 匀变速直线运动有两种形式 匀加速运动 速度随时间均匀增加 a 为正 加速度方向与速度方向相同 0 vvt 匀减速运动 速度随时间均匀减小 a 为负 加速度方向与速度方向相反 0 vvt 这是判断物体做加 减速运动的唯一依据 注意 在运算中必须规定正方向 通常以初速方向为正方向 则与正方向同向的物理量 取为正 与正方向相反的物理量取为负 速度变化量 v v v0的运算一定是末速 v 减去初速 v0 要注意分析加速度的方向及计算结果中的正 负符号的物理意义 3 平均加速度 1 物理意义 粗略地描述物体在某段时间 t 内的平均速度变化快慢程度 2 定义 速度变化量与发生这一所用变化所用时间的比值 叫做物体在这段时间 或这段位移 内的平均加速度 3 定义式 4 矢量性 平均加速度是矢量 与该段时间内的速度变化量方向相同 4 瞬时加速度 1 定义 运动物体在某一时刻 或某一位置 的加速度 2 定义式 当 非常非常小时所得平均加速度就可认为质点的瞬时加速度 t 0 考点 3 三 从 v t 图象看加速度 1 意义 小三角形水平的直角边代表时间间隔 t 竖直直角边代表速度的变化量 v 从曲线的倾斜程度就能判断加速度的大小 比值 v t 就是加速度的数值 2 从速度时间图像上判断物体的运动情况 t v a t v a t v a 若图像不过原点 则纵轴截距表示初速度 v0 横轴截距表示过 t1开始运动 两图线相交说明两物体在交点时的速度相等 如 EF 图线斜率表示加速度 斜率为负 加速度也为负 与正方向相反 斜率为正 加速度也 为正 与正方向相同 图线是直线表示物体速度变化均匀 匀变速直线运动 是曲线则表示物体速度变化不均 匀 变加速直线运动 3 质点在 0 t1 内速度 加速度如何变化 t1 t2 内质点的速度 加速度是多少 速度的变化由图线可以直接看出 而加速度的变化需要看图线每点切线的斜率的变化 在 0 t1时间内质点的速度逐渐增大 各点切线的斜率逐渐减小 即加速度逐渐减小 速 度增加得越来越慢 在 t1 t2内 质点的速度为 v1 加速度为零 三 例题精析 例题 1 一辆汽车从车站静止出发做匀加速运动 经 10s 速度达到 108km h 求此过程 的加速度 答案 3m s2 解析 假设出发的方向为正方向 已知 V1 0 V2 30m s t 10s 即 此过程加速度为 3m s2 2 21 300 3 10 vv am s t 例题 2 如图所示 求小球在碰撞过程中 速度的变化量和加速度 碰撞时间为 0 01s 答案 速度的变化量是 6m s 加速度为 600m s2 解析 假设初速度方向为正方向 已知 v1 3m s v2 3m s v v2 v1 3m s 3m s 6m s 即 速度的变化量是 6m s 加速度为 600m s2 例题 3 下图为某质点运动的 v t 图象 据图回答问题 1 质点做什么运动 2 0 2s 质点的加速度为多大 方向如何 3 2 4s 质点的加速度为多大 方向如何 答案 1 0 2s 质点做反向匀减速直线运动 2s 4s 质点做匀加速直线运动 2 0 2s 质点的加速度为 6m s2 方向与选定的正方向相同 3 2 4s 质点的加速度为 6m s2 方向与选定的正方向相同 解析 四 课堂运用 基础 1 关于加速度的概念 下列说法正确的是 A 加速度就是增加出来的速度 B 加速度的大小反映了速度变化的大小 C 加速度的大小反映了速度变化的快慢 D 物体有加速度 速度不一定增大 解析 选CD 由加速度的物理意义可知 A B错C对 当加速度与速度反向时 速度 减小 故D对 s m t v a 2 600 01 0 6 2 1 02 1 6 2 12 0 sm s sm t vv a 2 2 24 2 6 2 0 12 sm s sm t vv a 答案 D 2 下列关于加速度与速度方向关系的说法中正确的是 A 加速度方向一定与初速度方向相同 B 加速度方向一定与末速度方向相同 C 加速度方向一定与速度变化量的方向相同 D 加速度方向保持不变 速度方向也保持不变 答案 C 3 足球以 8 m s的速度飞来 运动员把它以 12 m s的速度反向踢出 踢球时间为 0 2 s 设球飞来的方向为正方向 则足球在这段时间内的平均加速度是 A 200 m s2 B 200 m s2 C 100 m s2 D 100 m s2 解析 选C 要求加速度 a 必须先求出速度变化量 v 由于球飞来的方向为正方向 则 v0 8 m s v 12 m s 所以 v v v0 12 m s 8 m s 20 m s 则 a m s2 100 m s2 负号表明加速度 a 的方向与球飞来的方向相反 v t 20 0 2 故C正确 答案 C 4 图 1 5 5 为一物体做直线运动的 v t 图象 则在 0 t1和 t1 t2时间内 图 1 5 5 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 在 0 t1和 t1 t2内 速度都大于零 故同向 加速度一正一负 故反向 所以C正确 答案 C 5 我国空军研究人员在飞机零高度 零速度的救生脱险方面的研究取得了成功 飞机 发生故障大多是在起飞 降落阶段 而此时的高度几乎为零高度 另外 在飞行过程中会 突然出现停机现象 在这种情况下 飞行员脱险非常困难 为了脱离危险 飞行员必须在 0 1 s的时间内向上弹离飞机 若脱离飞机的速度为 20 m s 试求弹离过程中的加速度为 多少 解析 飞行员在 t 0 1 s内初速度 v0 0 末速度 v 20 m s 由 a 得 v v0 t a 200 m s2 答案 200 m s2 巩固 1 由 a 可知 v t A a 与 v 成正比 B 物体加速度大小由 v 决定 C a 的方向与 v 的方向相同 D v t 叫速度变化率 就是加速度 答案 CD 2 物体以 2 m s2的加速度做匀加速直线运动 那么在运动过程中的任意 1 s内 物 体的 A 末速度是初速度的 2 倍 B 末速度比初速度大 2 m s C 初速度比前一秒的末速度大 2 m s D 末速度比前一秒的初速度大 2 m s 解析 由加速度定义知 a 2 m s2表示每经过 1 s 物体的速度增加 2 m s 物体在 1 s内 其末速度一定比初速度大 2 m s 但不一定等于初速度的 2 倍 只有当这 1 s内的 初速度为 2 m s时才成立 故A错 B对 初速度与前一秒的末速度指同一时刻的速度 而末速度对应的时刻与前一秒的初速度对应的时刻相差 2 s 故C D均错 答案 B 3 甲 乙两个物体沿同一直线向同一方向运动时 取物体的初速度方向为正 甲的加 速度恒为 2 m s2 乙的加速度恒为 3 m s2 则下列说法中正确的是 A 两物体都做加速直线运动 乙的速度变化快 B 甲做加速直线运动 它的速度变化快 C 乙做减速直线运动 它的速度变化率大 D 甲的加速度比乙的加速度大 解析 选C 因为两物体的运动方向相同 即速度方向相同 加速度一正一负 说明加 速度方向相反 两者只有一个是做加速运动 所以A错 加速度的负号说明加速度的方向 与所取的正方向相反 比较加速度的大小时 应比较加速度的绝对值 乙的加速度的绝对 值大 所以它的速度变化快 B D错 所以本题应选C 答案 C 4 下列所描述的运动中 能够发生的有 A 速度变化很大 加速度很小 B 速度变化的方向向东 加速度的方向向西 C 速度变化越来越快 加速度越来越小 D 加速度越来越小 速度越来越大 解析 加速度的大小等于单位时间内速度变化量 a 与速度大小无直接联系 v t 也不只由速度变化量决定 它表示速度变化的快慢 速度变化很大时 加速度可以很小 加速度很小时 速度也可以很大 但速度变化越来越快时 加速度一定越来越大 选项 A D正确 C错误 加速度的方向一定与速度变化量的方向相同 速度变化的方向向东 加速度方向一定向东 B项错误 答案 AD 5 火车紧急刹车时 在 15 s内速度从 54 km h均匀减小到零 火车的加速度为 A 1 m s2 B 1 m s2 C 1 5 m s2 D 1 5 m s2 答案 B 6 如图 1 5 6 所示为一物体做匀变速直线运动的速度图线 下列判断正确的是 图 1 5 6 A 物体的初速度是 3 m s B 物体的加速度大小为 1 5 m s2 C 2 s末物体位于出发点 D 前 2 s的加速度与后 2 s的加速度方向相反 解析 由图象可知 t 0 时 v 3 m s 故A正确 v t 图象斜率表示加速度 则 a 1 5 m s2 故物体加速度大小为 1 5 m s2 方向沿负方向 B正确 D错误 在前 v t 2 s物体的速度一直是正的 说明物体运动方向没有发生改变 是单向直线运动 物体是 不可能回到原点的 C错误 答案 AB 拔高 1 如图 1 5 7 为某物体做直线运动的 v t 图象 关于物体在前 4 s的运动情况 下列说法中正确的是 A 物体始终向同一方向运动 B 物体的加速度大小不变 方向改变 C 物体在前 2 s内做减速运动 D t 2 s时的速度 加速度都为零 解析 选C 由 v t 图象可知 速度有正有负所以运动方向改变 A错 加速度大小方 向均不变 故B D错 前 2 s速度减小 所以C正确 答案 C 2 如图 1 5 8 所示是某物体做直线运动的速度图象 下列有关物体运动情况判断正 确的是 图 1 5 8 A 前 2 s加速度为 5 m s2 B 4 s末物体回到出发点 C 6 s末物体距出发点最远 D 8 s末物体距出发点最远 解析 选A 前 2 s的加速度为 a m s2 5 m s2 故A正确 在 0 4 s内物 v t 10 2 体的速度方向不变 离出发点越来越远 4 s之后物体又向出发点运动 所以物体在 4 s 末离出发点最远 故B C D均错 答案 A 3 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 汽车的速度在减小 B 汽车的速度先增大后减小 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D 加速度方向与速度方向一致时 物体做加速直线运动 速度一直增加 选 项A B错误 加速度减小说明速度变化越来越慢 但只要加速度不为零 速度就一直增加 当加速度减小到零时 汽车速度达到最大 C错 D对 4 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 500 g 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时 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 2 10 3 s 驾驶员 是否有生命危险 解析 我们可将两辆摩托车相撞后的运动看成是匀减速直线运动 且最后速度为零 则 a m s2 8 103m s2 负号说明与运动方向相反 此加速度超 vt v0 t 0 10 1 2 10 3 过了死亡加速度 所以有生命危险 答案 有生命危险 5 一个质点沿直线运动到 A 点时 速度为 2 m s 经过 5 s到达 B 点 速度达到 10 m s 此时质点又开始做减速运动 经过 4 s后到达 C 点并停止运动 求 1 质点从 A 点运动到 B 点过程中加速度的大小 2 质点从 B 点运动到 C 点