人教版高一物理必修一第一章第五节.ppt

1、第五节 速度变化快慢的描述加速度,课前自主学习(学生用书P15),一、加速度 1.定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值. 2.定义式 3.单位: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,常用单位还有cm/s2. 4.物理意义:加速度为描述物体运动速度变化快慢而引入的物理量.,思考与讨论留题空 普通的小汽车由静止加速到100 km/h需要20 s.高档跑车从静止加速到100 km/h需5 s.它们都可以以100 km/h的速度运行,但从静止到某一速度所需时间不同.即速度的改变快慢不同,你能解释一下吗?,二、加速度方向与速度方向的关系 1.加速度的方向:总是与速度变化量

2、v的方向相同,其中v=v2-v1. 2.加速度a与速度v的方向关系:在直线运动中,如果速度增加,加速度与速度方向相同,如果速度减小,加速度与速度的方向相反. 思考与讨论留题空 在直线运动中如果加速度为负时,说明物体的速度在不断减小,这种说法正确吗?,三、从v-t图象看加速度 1.v-t图象是以速度为纵轴,以时间为横轴的直角坐标系中的图象. 2.v-t图象反映了物体的速度,随时间变化的规律,通过v-t图象可以知道物体的加速度. 3.匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜直线,并且直线的斜率表示加速度,即 (斜率).,课堂互动探究(学生用书P15),一、加速度 1.加速度的物理意义 在物理学中,为了

3、描述物体速度变化快慢,我们引入了“加速 度” 这个物理量,即速度变化量与发生这个变化所用时间的 比值,通常用a表示. 2.定义式 是矢量. 3.单位:在国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符 号m/s2,或ms-2.,4.对加速度的理解 加速度(速度的变化率)是指速度的变化量与发生这一变化所 用时间的比值,在数值上等于单位时间内速度的变化量.加速 度描述的是速度变化的快慢,其大小由速度变化量和发生这 一变化所用的时间共同决定.加速度的方向与速度变化量方 向相同.我们可以从以下两种情况加以理解: 在加速运动中,加速度的方向与v0方向一致. 在减速运动中,加速度的方向与v0方向相反.,5.加

4、速度也有平均加速度和瞬时加速度之分,由定义式 可求某段时间内的平均加速度,当t趋于无限小时 可求某一时刻或某一位置的加速度即瞬时加速度.在运动中 如果任意时刻的加速度都相同,则此运动称为匀变速运动.,6.v、v、a的关系 (1)v、v和a三者都是矢量,v=vt-v0,v是速度的增量,等于物体的末速度与初速度的矢量差,表示的是速度变化的大小与方向.速度大的物体其速度的变化不一定大,如高速匀速飞行的飞机,其速度大但速度的变化却为0. (2) 是加速度,等于物体的速度变化与所用时间之比,表示的是单位时间内速度变化的大小与方向,其方向与速度变化的方向一致,并不是与速度(初速度、末速度)的方向一致.,(

5、3)v与a方向始终相同,加速时,a与v0同 向,v00,vtv0v=vt-v00,a0.减速时,a与v0反 向,v00,vtv0,v0,a0. (4)v和a的大小无必然联系,v为零,a可以不为零. 特别注意的是:v与a的大小有区别.v表示速度的变化的 大小, 表示速度变化的快慢.,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.速度为0,加速度一定为0,解析:由加速度的定义式 可知,加速度是由速度的变 化和所用时间两个因素共同决定,速度变化越大,加速度不一 定越大;速度变化所用时间越短

6、,但速度变化量的大小没有确 定,也不能确定加速度一定越大;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;速度为0,并不是 速度的变化量为0,故加速度不一定为零.综上所述选C. 答案:C,点评:加速度是描述物体运动速度变化快慢和方向的物理量. 与速度、速度的变化量、时间无必然联系.,巩固练习1: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,则下列说法正确的是( ) A.两物体都做加速运动,乙的速度变化快 B.甲做加速直线运动,它的速度变化快 C.乙做减速运动,它的速度变化率大 D.甲的加速度比乙

7、的加速度大,解析:物体做加速运动还是做减速运动,取决于速度方向和加 速度方向是否相同,比较加速度大小时,只比较它们的绝对值, 加速度的正负号表示的是方向,故C选项正确. 答案:C,例2:下列说法中正确的是( ) A.物体有加速度,速度就增加 B.物体的速度变化量v越大,加速度就越大 C.物体的速度很大,物体的加速度就很大 D.物体的加速度等于零,物体的速度不发生变化,解析:加速度与速度没有必然联系,故C选项错误;速度增加还 是减小,取决于速度方向与加速度方向之间的关系,物体有加 速度,速度可能增加,也可能减小,故A选项错误;加速度等于 速度变化与所用时间的比值,速度变化量v大、加速度不一 定大

8、,故B选项错误;物体的加速度等于零,则物体的速度保持 不变,故D选项正确. 答案:D,点评:正确把握加速度、速度、速度变化量这些概念,明确它 们之间的关系,对解决此类问题大有帮助.,巩固练习2:下述运动可能出现的是( ) A.物体的加速度增大,速度反而减小 B.物体的速度为零时,加速度却不为零 C.物体的加速度减小,速度增大 D.物体加速度不为零始终不变,速度也始终不变,解析:加速度和速度均为矢量,当加速度与速度方向相同时, 速度是增大的,当加速度与速度方向相反时,速度是减小的, 与加速度的变大或变小没有关系;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

9、了加速度,物体的速度一定要发生变化. 综上所述,选A、B、C. 答案:ABC,例3:足球以8 m/s的速度飞来,运动员在0.2 s的时间内将足 球以12 m/s的速度反向踢出.足球在这段时间内的平均加速 度大小为_ m/s2,方向与_ m/s的速度方向相 反. 解析:以12 m/s速度方向为正方向,足球飞来速度为-8 m/s, 速度改变量v=12 m/s-(-8) m/s=20 m/s,所用时间t=0.2 s,其加速度为 加速度的方向与8 m/s的速度方向相反.,100,8,点评:加速度是速度的变化量v与发生这一变化所用时间 t的比值,这样求得的加速度是这段时间的平均加速度.,巩固练习3:一物

10、体做匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4 m/s,1 s后速度的大小变为10 m/s,在这1 s内该物体的( ) A.速度变化的大小可能小于4 m/s B.速度变化的大小可能大于10 m/s C.加速度的大小可能小于4 m/s2 D.加速度的大小可能大于10 m/s2,解析:本题只给出了1 s初、末速度的大小,而不知方向,若方 向相同, m/s2=6 m/s2,v=6 m/s,若方向 相反 m/s2=-14 m/s2,v=-14 m/s,负号 说明方向与初速度方向相反.故B、D正确. 答案:BD,二、从v-t图象看加速度 1.v-t图象反映了物体的速度随时间变化的规律. 2.加速度:v-t图线

11、的倾斜程度表示运动的加速度,即斜率 如下图v-t图象中图线、和图线分别表示物体的运动 状态分析,图线是一条直线,物体1的速度随时间线性变化,随着时间 增大,直线上每一点的斜率是相同的,所以图线所表示的物 体的运动是加速度不变的加速运动,其中 物体的速度v0.,图线是一条曲线如0-t1这段时间,物体2的速度v0,所以物 体沿某一方向做直线运动(设该方向为正方向),而且运动速 度在0-t1这段时间内不断增大,但曲线上不同点的斜率,即过 该点的切线的斜率如曲线上B的切线的斜率表示物体在tB时 刻的加速度,由图线可知0-t1这段时间内物体2的加速度在不 断减小,t1时刻后物体2的加速度为零,表示物体做

12、匀速运动.,图线是一条直线,斜率为负值,物体3的速度在不断减小,即 做减速运动,但斜率为恒值,表示在运动中加速度不变,即大 小和方向不变.在运动中a0物体做减速运动.,例4:如下图所示是一个物体向东运动的速度图象.由图象可 知在010 s内物体的加速度大小是_,方向是 _;在1040 s内物体的加速度为 _;在4060 s内物体的加速度大小是_,方向 是_.,3 m/s2,与速度方向相同,0,1.5 m/s2,与速度方向相反,解析:在010 s内由图象可以看出速度是增加的:由0增至30 m/s,因此其加速度大小为 这段 运动是加速运动,故加速度与速度同向,向东;在1040 s,速 度为30 m

13、/s不变,故其加速度为0;在4060 s内,速度由30 m/s变为0,是匀减速运动,其加速度大小为1.5 m/s2,方向与 运动速度方向相反.,巩固练习4:质点做直线运动的v-t图象如下图所示,质点在 0 t1内速度、加速度如何变化?在t1 t2内质点的速度、 加速度分别是多少?,答案:见解析,解析:由题中图可知,0 t1时间内,质点的速度逐渐增大,且不是匀变速直线运动.在非匀变速直线运动的v-t图象中, 图象上任一点的切线的斜率等于该时刻质点的加速度.由 图可知,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时间内,质点的速度v1保持恒定,加速度为零.,三、综合、

14、创新与拓展 例5:甲、乙两物体的速度图象如下图所示,由图可知a甲 =_,a乙=_;t=_时,v甲=v乙;若t=0时 甲在乙前方8 m,则t=_时,乙追上甲.,0,1m/s2,- 4s,4s,解析:由图象可知,甲图线的斜率为0,即a甲=0,a乙=-1 m/s2,两 图象的交点为速度相等时,此时t=4 s;由图线与时间轴围成 的面积可知位移情况,t=4 s时,s甲=16 m,s乙=24 m,s乙-s甲=8 m,则即乙追上了甲.,课后积极练兵(学生用书P17),双基演练 1.下列运动情况,可能存在的是( ) A.速度变化很大,但加速度很小 B.速度变化方向为正,但加速度方向为负 C.速度变化加快,但

15、加速度减小 D.速度越来越大,加速度越来越小,解析:加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,是速度的变化率,方向与速度变化方向一致.加速度与速度变化没有必然联系,故此题选AD. 答案:AD,2.由a=v/t,可知( ) A. a与v成正比 B.物体加速度大小由v决定 C.加速度方向与v方向相同 D. v/t就是加速度 答案:CD,解析:由 可知,物体的加速度等于物体速度的变化率, 此式为加速度的定义式,故D选项正确;加速度、速度变化量 都是矢量,加速度的方向与速度变化量v的方向相同,如C选 项正确; 此表达式只是满足数值计算关系,并不能说 加速度与速度变化量成正比;与时间成反比,故A、B选项错误

16、.,3.根据给出的速度和加速度的正负,对下列运动性质的判断正确的是( ) A.v00,a0,物体做减速运动 D.v00,a0,物体做加速运动 解析:当物体速度与加速度方向相同时,物体做加速运动;相反时,物体做减速运动,故此题选B、C、D. 答案:BCD,4.某物体沿一直线运动,其v-t图象如下图所示,下列描述正 确的是( ),A.第1 s内和第2 s内物体的速度方向相反 B.第1 s内和第2 s内物体的加速度方向相反 C.第3 s内物体的速度方向和加速度方向相反 D.第2 s内物体的加速度为零 解析:在v-t图象中斜率表示物体的加速度,第1 s内和第2 s 内加速度方向相反,物体做加速运动,加

17、速度与速度方向相同; 反之,物体做减速运动,速度与加速度方向相反,故此题B选项 正确. 答案:B,5.物体A的加速度为3 m/s2,物体B的加速度为-5 m/s2,下列说法正确的是( ) A.物体A的加速度比物体B的加速度大 B.物体B的速度变化比物体A的速度变化快 C.物体A的速度一定在增加 D.物体B的速度一定在减小,解析:加速度的“正”“负”表示加速度的方向与所选正方 向相同或相反,不表示大小,因此物体B的加速度比A的大,A选 项错误,B选项正确;因不知道物体A、B的速度方向与加速度 方向是相同还是相反,故C、D选项均错误. 答案:B,6.关于物体的运动速度,下面说法不可能的是( ) A

18、.加速度在减小,速度在增加 B.加速度方向不断变化而速度不变 C.加速度和速度大小都在变化,加速度最大时速度最小 D.加速度方向不变,而速度方向变化,解析:只要加速度和速度方向相同,速度就会增加,故A选项的 说法正确;物体做减速运动而加速度增大,某时刻速度减小到 零而加速度达到最大值是可能的,故C选项说法正确;物体具 有加速度,物体的速度就会发生变化,速度发生变化包含大小 和方向,所以D选项说法正确;故只有B选项说法不可能. 答案:B,7.物体从O点出发,沿水平方向做直线运动,取向右的方向为 正方向,其v-t图如下图所示,则物体在最初的4 s内( ),A.始终向右运动 B.做匀变速运动,则速度

19、方向始终向右 C.前2 s在O左边,后2 s在O点的右边 D.第2 s末物体距O点的距离最大 解析:由v-t图象可知,物体的初速度与规定正方向相反,即向 左,第2秒末速度减小到零,然后物体做初速为零的正向匀加 速到第4秒末,回到初始位置,故此题D选项正确. 答案:D,能力提升 8.跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机离地面某一高度静止 于空中时,运动员离开飞机自由下落,运动一段时间后打开降 落伞,展伞后运动员保持5m/s2的加速度减速下降,则在运动 员减速下降的任一秒内( ) A.这一秒末的速度比前一秒初的速度小5 m/s B.这一秒末的速度是前一秒末的速度的0.2倍 C.这一秒末的速度比前一秒末的速度小5 m/s D.这一秒末的速度比前一秒初的速度小10 m/s,解析:运动员做加速度大小为5 m/s2的匀减速运动,表示每1 s速度的大小减小5 m/s,所以正确答案是CD. 答案:CD,9.甲和乙两个物体在同一直线上运动