1.4 速度变化快慢的描述 加速度— 【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册课件(共20张PPT)

1、1.4速度变化快慢的描述速度变化快慢的描述加速度加速度 一辆小汽车在一辆小汽车在10s内，速度从内，速度从0达到达到100km/h，一列火，一列火车在车在300s内速度也从内速度也从0达到达到100km/h。虽然汽车和火车速。虽然汽车和火车速度都从度都从0达到达到100km/h，但是它们的运动情况显然不同。，但是它们的运动情况显然不同。你觉得用你觉得用“速度大速度大”或或“速度变化大速度变化大”能描述这种不同吗？能描述这种不同吗？如果不能，应该怎样描述呢？如果不能，应该怎样描述呢？初速度初速度(km/h)末速度末速度(km/h) 时间时间sA A、汽车、汽车 B B、火车、火车 1001001

2、001000 00 01010300300100100100100速度变化速度变化应该如何描述，它们在加速性能的特性呢？应该如何描述，它们在加速性能的特性呢？ 小汽车和火车的速度都在增加，或者说两者都在小汽车和火车的速度都在增加，或者说两者都在做变速运动，并且它们的做变速运动，并且它们的“速度变化速度变化”相同，但所用相同，但所用的时间不同。这两种情形的本质区别是的时间不同。这两种情形的本质区别是“速度变化的速度变化的快慢快慢”不同。看来不同。看来“速度变化的快慢速度变化的快慢”是一个不同于是一个不同于“速度速度”的概念。的概念。位置的变化位置的变化位移位移x = x2 - x1（末位置坐标减

3、初位置坐标）（末位置坐标减初位置坐标）位置变化的快慢位置变化的快慢速度速度txv（矢量）（矢量）（矢量）（矢量）速度的变化速度的变化v= vt - vo（末速度减初速度）（末速度减初速度）（矢量）（矢量）速度变化的快慢速度变化的快慢tva加速度加速度（矢量）（矢量） 在这里，我们用两个物理量（速度的变化量和时间）在这里，我们用两个物理量（速度的变化量和时间）之比定义了一个新的物理量之比定义了一个新的物理量 加速度，它的物理意义加速度，它的物理意义与原来的两个物理量不同。用物理量之比定义新的物理与原来的两个物理量不同。用物理量之比定义新的物理量是物理学中常用的方法。量是物理学中常用的方法。一、加

4、速度一、加速度4 4、物理意义、物理意义: :描述物体速度变化的快慢的物理量。描述物体速度变化的快慢的物理量。1 1、定义、定义: :速度的变化量与发生这一变化所用时间之比。速度的变化量与发生这一变化所用时间之比。2 2、大小：、大小：tva（定义式，不是比例关系）（定义式，不是比例关系） v表示速度的变化。如果用表示速度的变化。如果用v0表示初速度，表示初速度，vt表示末表示末速度，则速度，则v= vt - vo所以有：所以有：tvvat03 3、方向、方向: :加速度是矢量，方向是加速度是矢量，方向是v的方向的方向。5 5、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

5、度的单位是米每二次方米每二次方秒秒，符号是，符号是m/s2或或ms-2。t= t2 - t1120ttvvat课 堂 练 习例例1 1：一列动车在离开车站加速行驶中，用了：一列动车在离开车站加速行驶中，用了100s使速度使速度由由72km/h增加到了增加到了144km/h。求动车的速度变化了多少？。求动车的速度变化了多少？动车的加速度为多少？动车的加速度为多少？解：解：72km/h=sm6060100072=20m/s144km/h=sm60601000144=40m/sv= vt - vo初速度初速度末速度末速度=40m/s-20m/s=20m/stvassm100/20=0.2m/s2 前

6、面火车和汽车都是加速运动，除了加速运动外，前面火车和汽车都是加速运动，除了加速运动外，还有减速运动，即通常说的刹车。那这两者的加速度方还有减速运动，即通常说的刹车。那这两者的加速度方向有什么不同呢？向有什么不同呢？现在讨论做直线运动的物体加速度的方向。现在讨论做直线运动的物体加速度的方向。二、加速度的方向二、加速度的方向加速度类似于阻力，向加速度类似于阻力，向后拉着车，阻碍前进。后拉着车，阻碍前进。加速度类似于拉力，加速度类似于拉力，拉着车前进。拉着车前进。减速运动，加速度的方向与初速度的方向相反。减速运动，加速度的方向与初速度的方向相反。加速运动，加速度的方向与初速度的方向相同；加速运动，加

7、速度的方向与初速度的方向相同； 由于加速度由于加速度 ，所以加速度，所以加速度a的方向与速度的变的方向与速度的变化量的化量的v方向相同。方向相同。v确定了的方向，也就确定了加确定了的方向，也就确定了加速度速度a的方向。的方向。tvavv初初v末末avv初初v末末a课 堂 练 习例例2 2：一个物体在水平面上向东运动，某时刻速度大小为：一个物体在水平面上向东运动，某时刻速度大小为2020m/s，然后开始减速，然后开始减速，2 2min后该物体的速度减小为后该物体的速度减小为0 0。求。求物体的加速度大小及方向。物体的加速度大小及方向。解：解： 初速度初速度v0=20m/sv= vt - vo，末

8、速度，末速度vt=0，所以有所以有=0-20m/s=-20m/stvassm602/20=-0.167m/s2答：物体的加速度大小为答：物体的加速度大小为0.1670.167m/s2，方向与初速度，方向与初速度方向相反，向西。方向相反，向西。 对运动的物体而言，可以问对运动的物体而言，可以问“它运动了多远它运动了多远”，这是路程或，这是路程或位移的概念；也可以问位移的概念；也可以问“它运动得多快它运动得多快”，这是速度的概念。然，这是速度的概念。然而，在生活用语中，却没有与加速度对应的词语。而，在生活用语中，却没有与加速度对应的词语。 日常生活中一般只有笼统的日常生活中一般只有笼统的“快快”和

9、和“慢慢”，这里有时指的，这里有时指的是速度，有时模模糊糊地指的是加速度。你能分别举出这样的例是速度，有时模模糊糊地指的是加速度。你能分别举出这样的例子吗子吗?加速度表示机动性加速度表示机动性加速度表示灵敏性加速度表示灵敏性课 堂 练 习例例3 3：小型轿车从静止开始加速到：小型轿车从静止开始加速到100100km/h，所用的最短时间，是反，所用的最短时间，是反应汽车性能的重要参数。应汽车性能的重要参数。A A、B B、C C三种型号的轿车实测的结果分别三种型号的轿车实测的结果分别为为11.3s11.3s、13.2s13.2s、15.5s15.5s。分别计算它们在测试时的加速度有多大。分别计算

10、它们在测试时的加速度有多大。解：解： 初速度初速度v0=0 ，末速度，末速度vt=100km/h，所以有所以有100km/h=sm60601000100=27.78m/sv= vt - vo=27.78m/s-0=27.78m/stvaAssm3 .11/78.27=2.46m/s2同理：同理：aB=2.11m/s2aC=1.79m/s2计算发现计算发现A车的性能最好。车的性能最好。三、从三、从v-t图像看加速度图像看加速度 v-t图像反映的是物体的速度随时间变化的情况。你图像反映的是物体的速度随时间变化的情况。你认为由认为由v-t图像能知道物体的加速度吗？图像能知道物体的加速度吗？a、b图都

11、在做匀加速直线运动；图都在做匀加速直线运动；cc图在做匀减速直线运动。图在做匀减速直线运动。根据图线的倾斜方向可以判断加速度的方向。根据图线的倾斜方向可以判断加速度的方向。EFt1 v1 t2v2 tv由于加速度由于加速度tva）在三角形中在三角形中tvtantvatan 加速度大小等于该直线的加速度大小等于该直线的斜率，所以斜率，所以由图线的倾斜程由图线的倾斜程度可以判断加速度的大小度可以判断加速度的大小。物体物体a的加速度大于物的加速度大于物体体b的加速度。的加速度。运动物体运动物体a/（ms-2）运动物体运动物体a/（ms-2）子弹在枪筒中子弹在枪筒中5 510104 4赛车起步赛车起步

12、4.54.5伞兵着落伞兵着落-25-25汽车起步汽车起步2 2汽车急刹车汽车急刹车-5-5高铁起步高铁起步0.350.35 生活中做变速运动的物体很多，它们的加速度的大生活中做变速运动的物体很多，它们的加速度的大小也各不相同，有时差异还很大。下表为一些运动物体的小也各不相同，有时差异还很大。下表为一些运动物体的加速度。加速度。a a恒定恒定a0匀速直线运动或静止匀速直线运动或静止a0匀加速直线运动匀加速直线运动a0 匀减速直线运动匀减速直线运动科学漫步科学漫步 番茄在成熟的过程中，它的大小、含糖量等会随时番茄在成熟的过程中，它的大小、含糖量等会随时间变化；树木在成长过程中，它的高度、树干的直径

13、会间变化；树木在成长过程中，它的高度、树干的直径会随时间变化；河流、湖泊的水位会随时间变化；某种商随时间变化；河流、湖泊的水位会随时间变化；某种商品的价格会随时间变化；我国的人口生育量也会随时间品的价格会随时间变化；我国的人口生育量也会随时间变化变化这些变化，有时快、有时慢。描述变化快慢的这些变化，有时快、有时慢。描述变化快慢的量就是变化率。量就是变化率。 自然界中某量自然界中某量D的变化可以记为的变化可以记为D，发生这个变化，发生这个变化所用的时间间隔可以记为所用的时间间隔可以记为t；当；当t极小时，变化量极小时，变化量 D与与t之比就是这个量对时间的变化率，简称变化率。之比就是这个量对时间

14、的变化率，简称变化率。显然，变化率在描述各种变化过程时起着非常重要的作显然，变化率在描述各种变化过程时起着非常重要的作用，速度和加速度就是两个很好的例子。用，速度和加速度就是两个很好的例子。变化率变化率 生活中还有哪些实例与变化率相关？例如飞机起飞生活中还有哪些实例与变化率相关？例如飞机起飞时，在同样的时间间隔内，飞机的位移不断增大。某个量时，在同样的时间间隔内，飞机的位移不断增大。某个量大，不表示它的变化率大。大，不表示它的变化率大。速度大，加速度不一定大。速度大，加速度不一定大。例如匀速飞行的高空侦例如匀速飞行的高空侦察机，尽管它的速度可能接近察机，尽管它的速度可能接近1000m/s，但它

15、的加速，但它的加速度为度为0。速度小，加速度也可以很大。速度小，加速度也可以很大。例如枪筒里的子弹，在开例如枪筒里的子弹，在开始运动时，尽管子弹的速度接近始运动时，尽管子弹的速度接近0，但它的加速度可以达，但它的加速度可以达到到5104m/s。课课 堂堂 练练 习习例例4 4：三条直线三条直线a、b、c描述了描述了A、B、C三个物体的运动。三个物体的运动。先初步判断一下哪个物体的加速度最大，再根据图中的数先初步判断一下哪个物体的加速度最大，再根据图中的数据计算它们的加速度，并说明加速度的方向据计算它们的加速度，并说明加速度的方向。解：解： 斜率表示加速度，加速度向右上斜率表示加速度，加速度向右

16、上方倾斜，加速度为正，向右下方顷斜加方倾斜，加速度为正，向右下方顷斜加速度为负；所以速度为负；所以a、b做做加速运动，加速运动，c做做减速运动，加速度最大即斜率最大最陡减速运动，加速度最大即斜率最大最陡峭的物体是峭的物体是a。tvaasssmsm26/0/5 . 2=0.625m/s2tvabssmsm6/2/5 . 2=0.083m/s2tvacssm8/20=-0.25m/s2STSE交通工具与社会发展交通工具与社会发展 人类自发明木轮车直到制成时速人类自发明木轮车直到制成时速500km/h的磁浮列车，以及超音速飞机，的磁浮列车，以及超音速飞机，为了获得高速交通工具，奋斗了几千年。为了获得

17、高速交通工具，奋斗了几千年。从某种意义上说，在人类发明的各种机从某种意义上说，在人类发明的各种机械中，交通工具最深刻地改变了我们的械中，交通工具最深刻地改变了我们的生活。我们所用的物品，几乎没有一件生活。我们所用的物品，几乎没有一件 从世界各国的城市发展史上看，大城市规模的大小与车速的提从世界各国的城市发展史上看，大城市规模的大小与车速的提高密切相关。大城市的直径一般就是当时最快的交通工具在高密切相关。大城市的直径一般就是当时最快的交通工具在1h内内走行的距离。以北京为例，清朝末年北京的走行的距离。以北京为例，清朝末年北京的“内城内城”大约是一个边大约是一个边长长5km的正方形，马车的速度大约

18、就是的正方形，马车的速度大约就是5kmh，今天，有了发达的，今天，有了发达的公路系统，有了快速轨道交通，汽车、城铁的速度大约是几十千米公路系统，有了快速轨道交通，汽车、城铁的速度大约是几十千米每时，北京城区的直径也扩大到了几十千米。每时，北京城区的直径也扩大到了几十千米。不是由铁路或公路运输而来。不难想像，如果没有了火车和汽车，不是由铁路或公路运输而来。不难想像，如果没有了火车和汽车，现代社会将会瘫痪。现代社会将会瘫痪。速度的变化v= vt - vo（末速度减初速度） （矢量）一、加速度4、物理意义:描述物体速度变化的快慢的物理量。1、定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间之比。2、大小：tva（定义式，不是比例关系） v表示速度的变化。如果用v0表示初速度，vt表示末速度，则v= vt - vo所以有：tvvat03、方向:加速度是矢量