高中物理必修第一册(人教版)学生用书-第一章-4-速度变化快慢的描述-加速度

4.速度变化快慢的描述—加速度新课程标准1．理解加速度．2．结合加速度概念的建构，体会物理学中的抽象思维．核心素养目标物理观念(1)知道加速度的比值定义法，理解加速度的物理意义．(2)理解加速度的矢量性，知道其方向与速度变化方向一致．科学思维理解加速度与速度的关系，从v­t图像中看物体的运动情况．科学态度与责任通过生活中有关加速度的利用和危害防止的实例，体会物理与生活实际的紧密联系，激发学习物理的兴趣．必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基一、加速度1．物理意义：加速度是描述物体运动________________的物理量．2．定义：________________与发生这一变化所用________之比，叫作加速度．3．定义式：a＝________．Δv表示____________，Δt表示发生这一变化所用的________．4．单位：在国际单位制中，加速度的单位是________________，符号是________或________．二、加速度的方向1．加速度的方向：加速度是________(选填“矢”或“标”)量，加速度的方向与__________________________________________相同．2．直线运动中，加速度方向与速度方向的关系加速运动时，加速度的方向与初速度的方向________；减速运动时，加速度的方向与初速度的方向________．【情境思考】在直线运动中，物体减速时，加速度方向与速度方向的关系如何？答：三、从v­t图像看加速度1．v­t图像反映了物体的________随时间的变化规律．2．定性比较加速度的大小在同一坐标系中，根据不同物体的v­t图线的________程度可以比较它们的加速度大小，如右图所示，a的加速度________b的加速度．3．定量计算物体的加速度(1)在v­t图线上任取两点(t1，v1)、(t2，v2)，根据a＝________(即图线的斜率)可确定加速度．(2)ΔvΔt的正、负表示________的方向，ΔvΔt的绝对值表示________【思考辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．(1)加速度很大时，速度可能很小．()(2)如果速度很大，则加速度一定很大．()(3)如果速度变化量很大，则加速度一定很大．()(4)加速度是矢量，其正负代表加速度的方向．()(5)由a＝ΔvΔt可知，加速度a的大小与Δv成正比，与Δt成反比．(关键能力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一加速度的理解及大小的计算归纳总结1.对加速度定义式a＝ΔvΔta＝ΔvΔt只是加速度a的定义式，不是决定式，加速度a与v、Δv没有必然的大小关系(1)v大，a不一定大，比如匀速飞行的飞机速度很大，但加速度却为零；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，这时加速度却很大．(2)速度变化量Δv大，加速度a不一定大，比如列车由静止到高速行驶，速度变化量很大，但经历时间也长，所以加速度并不大．(3)速度变化得快，即ΔvΔt大，表示单位时间内速度变化大(或速度的变化率大)，加速度才大2．加速度的计算(1)规定正方向．一般选开始的速度v1的方向为正方向．(2)判定v2的方向，确定v2的符号．(3)利用公式a＝v2-v1t计算典例示范例1[加速度的理解](多选)由加速度的定义式a＝ΔvΔt可知(A．a与Δv成正比，与Δt成反比B．物体的加速度大小可根据Δv与Δt的比值来计算C．a的方向与Δv的方向相同，与v的方向无关D．ΔvΔt叫速度的变化率，例2[加速度的计算]蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目．一个运动员从高处自由落下，以大小为8m/s的竖直速度着网，与网作用后，沿着竖直方向以大小为10m/s的速度弹回．已知运动员与网接触的时间Δt＝1.0s，那么运动员在与网接触的这段时间内平均加速度的大小是()A．2.0m/s2B．8.0m/s2C．10.0m/s2D．18.0m/s2针对训练1在学习了“加速度”这一部分知识之后，某学习小组的同学从网上找到几幅照片，根据照片所示情景请你判断他们对图中四幅图的理解正确的是()A．当火药爆炸炮弹还没发生运动瞬间，炮弹的加速度一定为零B．轿车紧急刹车时，加速度方向可能与速度方向相同C．高速行驶的列车的加速度可能为零D．根据图中数据可求出该运动员在100米比赛中任一时刻的速度针对训练2[2022·广东揭阳三中高一月考](多选)如图所示，物体以5m/s的初速度沿斜面向上做减速运动，到最高点后返回，运动过程中加速度保持不变，且经过2s速度大小变为3m/s，则物体的加速度可能是()A．大小为1m/s2，方向沿斜面向上B．大小为1m/s2，方向沿斜面向下C．大小为4m/s2，方向沿斜面向下D．大小为4m/s2，方向沿斜面向上探究点二加速度对物体运动情况的影响归纳总结1.加速度的大小决定物体速度变化的快慢2．加速度方向与速度方向的关系决定物体加速还是减速．物体是加速还是减速与加速度的变化和加速度的大小无关．可总结如下：典例示范例3一物体自原点开始在x轴上运动，其初速度v0<0，加速度a<0，若加速度不断减小直至为零，则()A.物体的速度不断减小，位移不断减小B．物体的速度不断增大，位移不断减小C．当a＝0时，速度达到最大D．当a＝0时，速度达到最大，位移达到最大针对训练3一运动物体的初速度v0＝－8m/s，加速度a＝2m/s2，表明A．物体的加速度方向与初速度方向相同，物体的速度在减小B．物体的加速度方向与初速度方向相同，物体的速度在增大C．物体的加速度方向与初速度方向相反，物体的速度在减小D．物体的加速度方向与初速度方向相反，物体的速度在增大针对训练4(多选)一物体做加速度恒定的加速直线运动，加速度为2m/s2，也就是说()A．物体速度变化量是2m/sB．每经过1s物体的速度都增大2m/sC．加速度方向与运动方向相反D．加速度方向与运动方向相同探究点三从v­t图像看加速度归纳总结1.v­t图像可以确定物体在某时刻速度的大小和方向纵坐标的绝对值为瞬时速度的大小，正、负表示瞬时速度的方向，正值表示速度的方向与正方向相同，负值表示与正方向相反．2．v­t图像的斜率绝对值表示加速度大小在v­t图像中，比值ΔvΔt描述了直线的倾斜程度，叫作直线的斜率，其值等于物体运动的加速度(1)在同一个坐标系中，斜率越大，加速度越大．如图甲所示，a的加速度大于b的加速度．(2)v­t图线为倾斜直线时，表示物体的加速度不变，如图甲中的图线a、b所示；图线为曲线时表示物体的加速度变化，图线切线的斜率表示这一时刻的瞬时加速度，如图乙中A点的切线的斜率等于该时刻的瞬时加速度，整个运动过程中物体的加速度在减小．(3)v­t图像斜率的正负表示加速度的方向．3．由v­t图像判断速度的变化如图所示(1)在0～t0时间内，v<0，a>0，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．典例示范例4(多选)某物体沿直线运动，其v­t图像如图所示，下列说法正确的是()A．第1s内和第2s内物体的加速度大小相等B．第1s内和第2s内物体的加速度方向相反C．第3s内物体的速度方向和加速度方向相同D．第2s末物体的加速度为零比较加速度大小的两种方法(1)定性比较：通过速度—时间图像的斜率判断，斜率绝对值表示加速度大小，正、负号表示方向．(2)定量计算比较：用加速度定义式，求解加速度进行比较．针对训练5(多选)如图所示是某质点运动的速度—时间图像，由图像得到的正确结果是()A.0～1s内的加速度是2m/s2B．1～2s内的加速度是1m/s2C．0～1s内的加速度大于2～4s内的加速度D．0～1s内的运动方向与2～4s内的运动方向相反评价检测·素养达标——突出创新性素养达标1.关于速度、速度的变化量、加速度，下列说法正确的是()A．物体运动时，速度的变化量越大，它的加速度一定越大B．速度很大的物体，其加速度不可能为零C．某时刻物体的速度为零，其加速度不可能很大D．加速度方向一定与速度变化量的方向相同2．(多选)2020年11月10日19时45分，威海南海新区奥林匹克中心气氛高涨，迪尚2020国际乒联女子世界杯决赛在两位中国乒乓球队员中展开．如图所示是比赛中某运动员的某次回球情境，接触球拍前乒乓球的速度大小是90km/h，将乒乓球反方向击回后速度大小变为126km/h，设球与球拍的作用时间为0.002s．对于此次回球过程，下列说法正确的是()A．乒乓球的速度变化量大小为10m/sB．乒乓球的速度变化量大小为60m/sC．乒乓球被击打时的加速度大小为5000m/s2D．乒乓球被击打时的加速度大小为30000m/s23.(多选)甲、乙两个物体在同一直线上运动的v­t图像如图所示．由图像可知两物体()A．速度方向相同，加速度方向相反B．速度方向相反，加速度方向相同C．甲的加速度大于乙的加速度D．甲的加速度小于乙的加速度4．对不同物体的(加速度不变)直线运动过程进行测量，所测得的物理量记录在下表中．请对照表中相关信息，判断加速度最小的物体是()物体的运动初速度/(m·s－1)经历时间/s末速度/(m·s－1)汽车行驶039自行车下坡238飞机在天空中飞行20010300列车从车站开始出站010020A．汽车B．列车C．飞机D．自行车第一章运动的描述4．速度变化快慢的描述——加速度必备知识·自主学习一、1．速度变化的快慢2．速度的变化量时间3.Δv4．米每二次方秒m/s2m·s－2二、1．矢速度的变化量Δv的方向2．相同相反情境思考：提示：急刹车时，加速度方向与速度方向相反．三、1．速度2．倾斜大于3．(1)ΔvΔt思考辨析答案：(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×关键能力·合作探究探究点一【例1】【解析】公式a＝ΔvΔt是加速度的定义式，不是决定式，加速度a是采用比值法定义的，所以a与Δv、Δt不存在比例关系，只是a的大小可根据Δv与Δt的比值计算出来，且a的方向与Δv的方向相同，与v的方向无关，选项A错误，选项B、C正确；ΔvΔt是速度的变化率，根据加速度的定义可知，ΔvΔt【答案】BCD【例2】【解析】取着网前的速度方向为正方向，则v1＝8m/s，v2＝－10m/s，则a＝v2-v1Δt＝-10-81.0m/s2【答案】D针对训练1解析：A错：炮弹发射瞬间，尽管速度为零，但速度的变化率较大，即加速度不是零．B错：汽车刹车做减速运动，a与v反向．C对：当列车匀速行驶时，a＝0.D错：根据运动员100米用时9.99秒，可以求出该运动员运动的平均速度，求不出任一时刻的速度．答案：C针对训练2解析：以沿斜面向上为正方向，若2s时物体的速度仍沿斜面向上，则有a＝ΔvΔt＝3-52m/s2＝－1m/s2，即加速度大小为1m/s2，方向沿斜面向下，A项错误，B项正确；以沿斜面向上为正方向，若2s时物体的速度沿斜面向下，则有a＝ΔvΔt＝-3-52m/s2＝－4m/s2，负号说明物体的加速度方向沿斜面向下，答案：BC探究点二【例3】【解析】初速度v0<0，加速度a<0，可知速度方向与加速度方向相同，则速度增大，由于速度方向不变，则位移不断增大，故A、B错误；当加速度减小至为零时，速度达到最大，然后做匀速直线运动，位移继续增大，故C正确，D错误．【答案】C针对训练3解析：初速度v0的方向为负，而加速度a的方向为正，说明v0的方向与加速度a的方向相反，所以物体做减速运动．答案：C针对训练4解析：A错，B对：一物体做加速度恒定的加速直线运动，加速度为2m/s2，可知每秒速度增加2m/s.C错，D对：物体做加速运动，加速度方向与运动方向相同．答案：BD探究点三【例4】【解析】物体在第1s内的加速度a1＝2-01m/s2＝2ms2，在第2s内的加速度a2＝0-21m/s2＝－2m/s2，选项A、B正确；第3s内，物体沿与正方向相反的方向做加速运动，速度方向与加速度方向一定相同，选项C正确；物体在第2s末的加速度为－【答案】ABC针对训练5解析：A对：v­t图像的斜率表示加速度，则可得0～1s内的加速度a1＝2ms-0ms1s＝2m/s2.B错：1～2s内质点的速度不变，加速度为0.C对：2～4s内的加速度a2＝0-2ms4s-2s＝－1m/s2，负号表示加速度方向与规定的正方向相反．D答案：AC评价检测·素养达标1．解析：A错：物体的速度变化量大，即Δv大，ΔvΔt不一定大，即加速度不一定大．B错：运动物体的速度很大，其加速度可能为零，如沿直线高速匀速运行的列车．C错：运动物体的速度为零，其加速度可能很大，如子弹刚开始的运动．D对：根据加速度的定义式a＝ΔvΔt可知，a与答案：D2．解析：以击回后的速度方向为正，乒乓球被