第5节物体变化快慢的描述-加速度

1、猜一猜一猜猜 舒马赫驾驶舒马赫驾驶F1F1赛车与战斗机比赛车与战斗机比 赛，谁会取得胜利？赛，谁会取得胜利？ 质量质量最大速度最大速度功率功率 F1F1赛车赛车600kg600kg369km/h369km/h900900马力马力 欧洲狂风欧洲狂风 战斗机战斗机 9500kg9500kg2200km/h2200km/h 7450074500马力马力 F1F1赛车及战斗机相关参数（一）赛车及战斗机相关参数（一） 600600米比赛成绩：米比赛成绩：9.4s9.4s：9.6s9.6s 问题：问题：为什么舒马赫的为什么舒马赫的F1F1赛赛 车的最大速度不如战斗机的车的最大速度不如战斗机的 最大速度，却

2、能取得胜利？最大速度，却能取得胜利？ 舒马赫获胜！舒马赫获胜！ 速度变化速度变化所用时间所用时间 F1F1赛车赛车 0 0100km/h100km/h2.3s2.3s 0 0200km/h200km/h12s12s 240km/h240km/h0 02.5s2.5s 欧洲狂风战斗欧洲狂风战斗 机机 0 0280km/h280km/h12.9s12.9s 213km/h213km/h0 012.5s12.5s F1F1赛车及战斗机相关参数（二）赛车及战斗机相关参数（二） 可见只用速度这一物理量不能对这两种加速运可见只用速度这一物理量不能对这两种加速运 动进行完整的描述。动进行完整的描述。 为了描

3、述速度随为了描述速度随 时间变化的快慢，伟时间变化的快慢，伟 大的物理学家伽利略大的物理学家伽利略 首先提出了首先提出了“加速度加速度” 的概念，并指出的概念，并指出 加速度反映速度的变加速度反映速度的变 化率。化率。 伽利略伽利略 意大利意大利 GalileoGalileo GalileiGalilei，1564164215641642 第第5 5节节 速度变化快慢的描述速度变化快慢的描述 加速度加速度 ( (Acceleration)Acceleration) 第一章第一章运动的描述运动的描述 一、加速度一、加速度 v v = = v vt t v v0 0 式中式中 v v0 0 初速度

4、（时间初速度（时间t t开始时的速度）开始时的速度） v vt t 末速度（时间末速度（时间t t末了时的速度）末了时的速度） 3 3、物理意义：、物理意义：描述速度变化的快慢及方向。描述速度变化的快慢及方向。 4 4、单位：、单位：在国际单位制中，加速度的单位是在国际单位制中，加速度的单位是m/sm/s2 2 1 1、定义：、定义：加速度是速度的变化量与发生这一变化所加速度是速度的变化量与发生这一变化所 用时间的比值（比值法定义）。通常用用时间的比值（比值法定义）。通常用a a表示。表示。 v v t t a= 5 5、加速度是矢量、加速度是矢量 加速度的方向与加速度的方向与速度变化量的方向

5、速度变化量的方向相同相同 在变速直线运动中，若取初速度在变速直线运动中，若取初速度v v0 0 的方向为正方向，则：的方向为正方向，则： a0a0 v v0 0v vt t a0a v v0 0 时：时： a a与与v v0 0 方向相同，方向相同，a0a0 加速运动加速运动 v vt t v v0 0 v v v v0 0 v vt t v v （2 2）当）当v vt t v v0 0时：时： a a与与v v0 0 方向相反，方向相反，a0a00，a0a0，物体做加速运动，物体做加速运动 B Bv v0 000，a0a0，物体做加速运动，物体做加速运动 C Cv v0 000a0，物体做

6、减速运动，物体做减速运动 D Dv v0 000，a0a0，物体做加速运动，物体做加速运动 B B、C C、D D 注意：注意：物体加速或减速运动的条件：物体加速或减速运动的条件： a a、v v同向做加速运动，同向做加速运动，a a、v v反向做减速运动。反向做减速运动。 6 6、一些典型的加速度值、一些典型的加速度值 物体物体 神七发射神七发射 快速电梯快速电梯 猎豹起动猎豹起动 过山车过山车 橄榄球比赛中冲撞橄榄球比赛中冲撞 战斗机弹射椅战斗机弹射椅 跳蚤起跳跳蚤起跳 高速汽车相撞高速汽车相撞 加速度（加速度（m/sm/s2 2 ） 4040 2.92.9 7.87.8 2020 390

7、390 980980 19601960 68606860 = = 5 510 10 m m/ /s s2 2 典型例题：典型例题：有些国家的交通管理部门为了交通安全，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特制定了死亡加速度为500g500g（g g取取10 m/s10 m/s2 2），以警示世），以警示世 人。意思是如果加速度超过此值，人将有生命危险。人。意思是如果加速度超过此值，人将有生命危险。 这么大的加速度，一般车辆是达不到的，但是当发生这么大的加速度，一般车辆是达不到的，但是当发生 交通事故时，将会达到这一数值。交通事故时，将会达到这一数值。 例如：例如：两辆摩托车

8、以两辆摩托车以36km/h36km/h（即（即10m/s10m/s）的速度相向）的速度相向 而行并发生碰撞，碰撞时间为而行并发生碰撞，碰撞时间为2 21010-3 -3s s，试判断驾驶员 ，试判断驾驶员 是否有生命危险。是否有生命危险。 3 3 = = v vt tv v0 0 t t = = v v t t 解解 a a = = 0 01010 2 21010-3 -3 驾驶员有生命危险。驾驶员有生命危险。 m m/ /s s2 2 若汽车内装有安全气囊，缓冲时间为若汽车内装有安全气囊，缓冲时间为1 11010 2 2 s s，汽，汽 车驾驶员是否有生命危险？车驾驶员是否有生命危险？ 二、

9、对加速度的理解二、对加速度的理解 思考思考1 1：物体运动速度大、加速度一定大吗？物体运动速度大、加速度一定大吗？ 思考思考4 4：有可能出现速度变化量小、而加速度大的运动情有可能出现速度变化量小、而加速度大的运动情 况吗？况吗？ 思考思考5 5：有可能出现速度方向与加速度方向相反的运动情有可能出现速度方向与加速度方向相反的运动情 况吗？况吗？ 思考思考6 6：有可能出现加速度方向与速度变化量方向相反的有可能出现加速度方向与速度变化量方向相反的 情况吗？情况吗？ 思考思考7 7：有可能出现加速度增大，而速度减小的情况吗？有可能出现加速度增大，而速度减小的情况吗？ 可能（减速）可能（减速） 思考

10、思考2 2：物体运动速度变化大、加速度一定大吗？物体运动速度变化大、加速度一定大吗？ 思考思考3 3：有可能出现速度大、加速度小的运动情况吗？有可能出现速度大、加速度小的运动情况吗？ 不可能不可能 可能可能 可能可能 可能可能 二、对加速度的理解二、对加速度的理解 例：一辆汽车例：一辆汽车自西向东自西向东行驶，行驶，t t1 1时刻的速度为时刻的速度为3m/s3m/s，t t2 2 时刻的速度为时刻的速度为18m/s18m/s，t t3 3时刻的速度为时刻的速度为5m/s5m/s，t t4 4时刻的时刻的 速度方向向西、大小为速度方向向西、大小为4m/s4m/s，求，求t t1 1t t2 2

11、、t t2 2t t3 3、t t3 3t t4 4 时间内速度的改变量。时间内速度的改变量。 v v1 1=3m/s=3m/s、v v2 2=18m/s=18m/s 解：以初速度方向为正方向：解：以初速度方向为正方向： v v1 1 = = v v2 2 v v1 1 = =18183 3= =15(15(m m/ /s s) ) v v2 2 = = v v3 3 v v2 2 = = 5 518 18 = = 13(13(m m/ /s s) ) v v3 3 = =v v4 4 v v3 3 = = 4 45 5= = 9(9(m m/ /s s) ) = = v vt tv v0 0

12、 1 1、v v 速度的变化量速度的变化量 既有大小又有方向，是矢量既有大小又有方向，是矢量 计算方法：矢量运算法计算方法：矢量运算法 v v3 3=5m/s=5m/s、v v4 4=-4m/s=-4m/s 二、对加速度的理解二、对加速度的理解 v v t t 2 2、a a = =速度变化的快慢速度变化的快慢 速度的变化率速度的变化率 科学漫步科学漫步变化率（阅读课本变化率（阅读课本P28P28） 问题：问题：生活中哪些实例与变化率有关？生活中哪些实例与变化率有关？ 问题：问题：本章学习的物理量中还有与变化率有关的量吗？本章学习的物理量中还有与变化率有关的量吗？ 问题：问题：“速度大速度大”

13、、“速度变化大速度变化大”和和“速度变化快速度变化快”的含的含 义一样吗？义一样吗？ v v t t 是不同是不同 3 3、速度速度v v、速度变化、速度变化v v和速度变化率和速度变化率 的物理，没有直接相关性。的物理，没有直接相关性。 二、对加速度的理解二、对加速度的理解 理解理解1 1速度大，速度的变化不一定大，速度的变化率速度大，速度的变化不一定大，速度的变化率 也不一定大。也不一定大。 理解理解2 2速度的变化率由速度的变化量和速度变化所用速度的变化率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。的时间两个因素共同决定。 理解理解3 3速度变化越大，加速度不一定越大；速度变化

14、速度变化越大，加速度不一定越大；速度变化 所用的时间越短，若速度的变化量没有确定，也不能所用的时间越短，若速度的变化量没有确定，也不能 断言加速度一定越大。断言加速度一定越大。 理解理解4 4速度变化越快，加速度一定越大；速度为零，速度变化越快，加速度一定越大；速度为零， 速度的变化量不一定为零，加速度不一定为零。速度的变化量不一定为零，加速度不一定为零。 二、对加速度的理解二、对加速度的理解 v v t t 4 4、平均加速度平均加速度 a a = = 思考：思考： 通过通过计算出来的加速度能反映物体任计算出来的加速度能反映物体任 不能。不能。因为它反映的是在一段时间之内的速度变化的因为它反

15、映的是在一段时间之内的速度变化的 快慢情况，不一定表示物体每个时刻的速度变化快慢快慢情况，不一定表示物体每个时刻的速度变化快慢 都如此。所以它应该被称为都如此。所以它应该被称为“平均加速度平均加速度”。 v v t t a a = = 何一个时刻的速度变化快慢的情况吗？何一个时刻的速度变化快慢的情况吗？ 时刻时刻 t/st/s 0 02 24 46 68 81010121214141616 v/msv/ms- - 1 1 0 020204040606080809090606030300 0 思考：思考：下表为下表为F1F1赛车在比赛中从起步到最后停止，每赛车在比赛中从起步到最后停止，每 隔隔1

16、s1s得到的瞬时速度的数据，计算一下不同时间段的得到的瞬时速度的数据，计算一下不同时间段的 平均加速度，通过这些数据能得到什么结论？平均加速度，通过这些数据能得到什么结论？ 明确明确1 1：当讨论当讨论“平均加速度平均加速度”时，必须说明是在时，必须说明是在那一那一 时间内时间内，物体整个运动的平均加速度并不一定和运动，物体整个运动的平均加速度并不一定和运动 中某一段时间的平均加速度相同。中某一段时间的平均加速度相同。 明确明确2 2：平均加速度只能平均加速度只能粗略的描述粗略的描述物体速度变化的物体速度变化的 慢。慢。 二、对加速度的理解二、对加速度的理解 v v t t 4 4、 平均加速度平均加速度 a a = = 和和瞬时加速度瞬时加速度 问题：问题：如何才能更准确地反映物体的速度的变化情如何才能更准确地反映物体的速度的变化情 况呢？况呢？ 问题：问题：如何才能测量物体的瞬时加速度如何才能测量物体的瞬时加速度 类比：类比：瞬时速度的测量方法瞬时速度的测量方法 利用此方法可测量瞬时加速度。利用此方法可测量瞬时加速度。 课本课本P29P29问题与讨论问题与讨论 1 1、小型轿车的、小型轿车的“百公里