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高中物理加速度教案

发表时间:2020-05-20

《速度变化快慢的描述—加速度》教案分析。

古人云,工欲善其事,必先利其器。高中教师要准备好教案,这是高中教师的任务之一。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃,帮助高中教师缓解教学的压力,提高教学质量。所以你在写高中教案时要注意些什么呢?为此,小编从网络上为大家精心整理了《《速度变化快慢的描述—加速度》教案分析》,相信您能找到对自己有用的内容。

《速度变化快慢的描述—加速度》教案分析

理解领悟
加速度是力学中的重要概念,也是高一物理课较难懂的概念,要结合具体实例加深理解。要注意区别“速度快”、“速度变化大”与“速度变化快”的含义,理解平均加速度和瞬时加速度。
基础级
1.为什么要引入加速度的概念?
教材中列举了小型轿车和旅客列车不同的加速情况:小型轿车起步时可在20s内速度达到100km/h,它的速度平均1s增加了5km/h;而旅客列车由静止开始达到100km/h的速度,大约要用500s,它的速度平均1s只增加0.2km/h。小型轿车的速度增加得比较快,这说明做变速运动的物体,速度变化有快有慢。
让我们再来看一个例子:图1-27描述了汽车的加速过程和制动过程中速度变化的情况。汽车的加速性能是反映汽车质量优劣的一项重要标志,汽车的制动距离也是反映汽车性能的一项指标。
可见,研究速度变化快慢是有意义的,需要引入一个物理量——加速度来描述速度变化的快慢。

2.如何定义加速度?
要比较物体运动速度变化的快慢可以有两种方法:一种是相同时间内,比较物体运动速度变化量的大小,速度变化量大,速度变化得快;另一种是速度变化量相同,比较所用时间的长短,时间短的,速度变化得快。
物理学中用速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值表示物体速度变化的快慢,这就是加速度。如果在时间△t内物体的速度变化量是△v,它的加速度就可以表示为

用速度的变化量与时间的比值比较物体运动速度变化的快慢,事实上是采用了前一种比较方法,即比较相同时间1s内速度变化量的大小。
3.对加速度的进一步理解
在加速度的定义式中,△v是速度的变化量,它是运动物体的末速度与初速度的差,即△v=vt-v0。因为速度本身是矢量,所以其差是矢量差。对于直线运动而言,速度可用带有正负号的代数量表示,因此其差等于末速度与初速度的代数差。
△t是速度改变△v所经历的时间,必须注意两者的同一性。
因为速度是矢量,所以加速度也是矢量。加速度的方向就是速度变化的方向。在直线运动中,速度变化的方向可以与速度的方向相同,也可以与速度的方向相反。因此,加速度的方向可以与速度的方向相同,也可以与速度的方向相反。加速度的方向与速度的方向相同,物体做加速运动;加速度的方向与速度的方向相反,物体做减速运动。
在直线运动中,加速度可以用一个带有正负号的数值表示,绝对值表示其大小,正负号表示其方向。加速度为正表示其方向与规定的正方向相同,加速度为负表示其方向与规定的正方向相反。
加速度的单位可由其定义式确定。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”或“m·s-2”。要将加速度的单位与速度的单位区别开来。
加速度不是“加”出来的速度,而是“加速”的快慢程“度”,更确切地说是变速的快慢程度,它是速度对时间的变化率,是表示速度变化快慢的物理量。物体的速度增量很大,但如果经历的时间很长,加速度的值仍可能很小。加速度只是在数值上等于单位时间内增加的速度。
4.速度和加速度的区别
速度和加速度是两个不同的物理量,我们可以从以下三方面来区别它们。
(1)从定义上看:速度是描述物体运动方向和快慢的物理量,是位置的变化(位移)和时间的比值;加速度是描述物体速度变化方向和快慢的物理量,是速度的变化(速度增量)和时间的比值。
(2)从方向上看:速度加速度都是矢量,速度的方向就是物体运动的方向,而加速度的方向不是速度的方向,而是速度变化的方向,故加速度方向与速度方向没有必然的联系。只有在直线运动中,加速运动时加速度与速度方向一致,减速运动时加速度与速度方向相反。
(3)从量值上看:加速度“大”,只意味着速度变化“快”,不表示速度变化量大,也不表示速度大。速度大,加速度不一定大;速度小,加速度不一定小;加速度减小而速度可能增大,加速度不为零而速度大小可能不变。例如,空中匀速飞行的飞机,苏打很大,加速度为零。今后我们还会学到,弹簧振子在最大位移处速度为零,但加速度却是最大;汽车以恒定功率启动时,加速度在减小而速度却在增大;做匀速圆周运动的物体加速度不为零,而速度的大小却保持不变。结合这些实例进行分析,可进一步认识速度和加速度这两个基本概念的区别。
5.平均加速度和瞬时加速度的区别
严格地讲,由公式定义的加速度实际上指的是平均加速度,同平均速度与瞬时速度的关系相似,只有当所取的时间间隔△t趋近于零时,平均加速度才趋近于瞬时加速度。
平均加速度和一段时间(或一段位移)相对应,瞬时加速度和某一时刻(或某一位置)相对应。讲平均加速度必须指明是哪一段时间(或哪一段位移)内的平均加速度,讲瞬时加速度必须指明是哪一个时刻(或哪一个位置)的瞬时加速度。
平均加速度只能粗略地描述一段时间内物体速度变化的快慢程度,瞬时速度能够精确地描述某一时刻物体速度变化的快慢程度。
另外还需指出,平均加速度与加速度的平均值也是有严格区别的,两者的数值一般并不相等,不可混淆。
在匀变速运动(加速度保持不变的运动)中,平均加速度与瞬时加速度相等。
O
v
t
图1-28
△v
△t
P
6.从速度图象求加速度

7.对“说一说”问题的讨论
本节教材“说一说”栏目指出,日常生活中讲的“快”和“慢”,有时指速度,有时指加速度,要求分别举出几个这样的例子。
速度描述了物体位置变化的快慢。日常生活中讲的“快”和“慢”,指速度的如:你走得真“快”;将要进站时,汽车行驶“慢”下来了;下课后,同学们“快”步奔向操场……
加速度描述了物体速度变化的快慢。日常生活中讲的“快”和“慢”,指加速度的如:赛车性能不佳,起步太“慢”;幸亏汽车急刹车刹得“快”,才没有酿成事故……
发展级
8.对速度的变化量的再认识

9.关于“变化率”
前面我们学到,速度是物体位置的变化率,它表示物体位置变化的快慢;加速度是物体速度的变化率,它表示物体速度变化的快慢。一般来说,描述变化快慢的量就是变化率。
教材对“变化率”下了如下定义:自然界中某量D的变化可以记为△D,发生这个变化所用的时间间隔可以记为△t;变化量△D与△t的比值就是这个量的变化率。可见,变化率表示变化的快慢,不表示变化的大小。
需要进一步指出的是,教材中所定义的“变化率”明确地讲是指“对时间的变化率”,还有另一种变化率——“对位移的变化率”。例如,速度对位移的变化率就定义为“物体速度的变化与发生这一变化物体位移的比值”,即定义为,它在数值上等于物体发生1m位移时速度的变化量。当然,若不加特别说明,讲“变化率”就是指“对时间的变化率”。
应用链接
本节课的应用主要是对加速度概念的理解,对速度、速度的变化量和速度的变化率(加速度)的辨析,以及运用加速度的定义式或速度图象求解加速度。
基础级
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.速度变化所用的时间越短,加速度一定越大
C.速度变化越快,加速度一定越大
D.单位时间内速度变化越大,加速度一定越大
提示根据加速度的定义式及物理意义进行判断。
解析由加速度的定义式可知,加速度的大小是由速度的变化量和发生
这一变化所用的时间共同决定的。速度变化越大,所用的时间不确定,加速度不一定越大。速度变化所用时间越短,但速度的变化量大小不确定,也不能确定加速度一定越大。单位时间内速度变化越大,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。选项C、D正确。
点悟加速度是反映速度变化快慢的物理量。加速度越大,只能说明速度变化越快,不能说明速度变化越大,也不能说明物体运动越快。要正确区分运动的快慢(v)、速度的变化量(△v)和速度变化的快慢的不同。
例2下列运动可能出现的是()
A.物体的加速度增大,速度反而减小
B.物体的加速度减小,速度反而增大
C.物体的速度为零时,加速度却不为零
D.物体的加速度始终不变,速度也始终不变
提示物体做加速直线运动还是做减速直线运动,要看加速度的方向与速度的方向是否一致。只要加速度的方向与速度的方向相同,速度就增大;加速度的大小则决定速度变化的快慢,而不决定速度变化的趋势(即速度增大还是减小)。
解析当加速度方向与速度方向相反时,物体做减速运动,速度在不断减小,若加速度增大,速度减小得更快。当加速度方向与速度方向相同时,物体做加速运动,速度在不断增大,若加速度减小,只是速度增大得慢了。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,有了加速度,物体的速度一定要发生变化。选项A、B、C正确。
点悟有的同学可能错误地认为“加速度增大时,速度一定增大;加速度减小时速度一定减小”,产生这种错误的原因在于没有弄清楚加速度对速度变化的影响。加速度是矢量,既有大小又有方向。加速度的方向决定速度是增大还是减小;加速度的大小则决定速度增大或减小的快慢,即单位时间内变化了多少。
例3篮球以10m/s的速度水平撞击篮板后以6m/s的速度反向弹回,篮球与篮板的接触时间为0.1s,则篮球在这段时间内的加速度为多大?加速度的方向如何?
提示因为速度和加速度均为矢量,所以在求解之前必须首先确定正方向。若速度、加速度方向与规定的正方向相同,则为正;反之,则为负。已知量代入公式时必须冠以符号,未知量一般先假设为正,解后再作出判断。
解析选取篮球的初速度方向为正方向,则初速度v0=10m/s。因为末速度方向与规定的正方向相反,故末速度为vt=-6m/s。由加速度的定义式可得

可见,加速度的大小为160m/s2,负号表示加速度的方向与初速度的方向相反。
v/(m·s-1)
t/s
O
10
20
30
20
10
30
40
50
60
图1-30
点悟加速度的定义式为矢量式,对于直线运动只要规定正方向,速度与加速度均可用带有正负号的代数量表示,在解题时要特别注意各个量正负的确定。本题也可以选取末速度的方向为正方向,解出的加速度将为正值,同学们不妨试一试。
例4图1-30是一个物体向东运动的速度图象。由图可知在0~10s内物体的加速度大小是,方向是;在10~40s内物体的加速度为;在40~60s内物体的加速度大小是,方向是。WWW.JaB88.coM

提示,由速度图象读出与△t相应的△v,代入公式即可算得加速度
a;由a的正负号即可确定加速度的方向。
解析由题图可知,在0~10s内物体的加速度为

点悟要理解速度图象的物理意义,能根据速度图象和加速度的定义式计算加速度的大小,判断加速度的方向。
发展级
例5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500g这一数值(g取9.8m/s2)以醒世人,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,但发生交通事故时,将会达到这一数值。假如两辆摩托车以36km/h的速度相向而行发生碰撞,碰撞时间为2×10-3s,你判断一下驾驶员是否有生命危险?
提示只要计算出摩托车碰撞时加速度的大小,即可作出判断。
解析碰撞后摩托车静止,则碰撞中摩托车的加速度为

可见,摩托车加速度的大小为5×103m/s2,已超过死亡加速度500g,驾驶员会有生命危险。
点悟本题是一道联系实际的物理问题,在运用加速度的定义式求解加速度时,需要根据实际情况,挖掘出摩托车碰撞后末速度等于零这一隐含条件。值得注意的是,求得加速度a=-5×103m/s2,负号仅表示加速度的方向与初速度方向相反,不表示加速度的大小,千万不能因为a是负值,而误认为a<500g。
例6图1-31中每一个图都有两条图线,分别表示一种直线运动的加速度和速度随时间变化的图象,其中可能正确的是()

提示根据速度图象和加速度图象的物理意义进行分析判断。
解析在A图中,表示物体做匀变速直线运动,速度减至零再反向加速,是可能的。在图B与C中,速度恒定,还有变化的加速度,这是不可能的。在图D中,加速度恒定,物体做匀加速直线运动,速度随时间均匀增加,这是可能的。选项A、D正确。
点悟在速度图象中,图线的斜率表示物体的加速度。图线斜率的绝对值表示加速度的大小,斜率的绝对值越大,表示速度变化得越快。图线斜率的正负表示加速度的方向,斜率为正,表示加速度的方向与规定的正方向相同;斜率为负,表示加速度的方向与规定的正方向相反。根据加速度的方向与速度的方向相同还是相反,即可判断物体是在做加速运动还是减速运动。
课本习题解读
[p.31问题与练习]
1.100km/h=27.8m/s。

2.有符合下列说法的实例:
A.物体运动的加速度等于0,而速度不等于0。例如,汽车做匀速直线运动。
B.两物体相比,一个物体的速度变化量比较大,而加速度却比较小。例如,列车起动慢慢达到最大速度50m/s,速度变化量较大,但加速时间较长,如经过2min,则加速度为0.42m/s2,比汽车起动时的加速度小。
C.物体具有向东的加速度,而速度的方向却向西。例如,汽车向西行驶,汽车减速时加速度向东。
D.物体做直线运动,后一阶段的加速度比前一阶段的加速度小。例如,汽车起动达到最大速度的过程中,后一阶段的加速度比前一阶段的加速度小,但速度却比前一阶段大。
本题告诉我们,加速度的大小与速度的大小、速度变化量的大小均无直接的联系。

练习巩固(1—5)
基础级
1.关于加速度,以下说法正确的是()
A.加速度为0的物体一定处于静止状态
B.物体的加速度减小,其速度必随之减小
C.物体的加速度增大,其速度不一定增大
D.物体的加速度越大,其速度变化越快
2.已知甲的加速度比乙的加速度大,则下列说法正确的是()
A.甲的速度一定比乙的速度大
B.甲的速度变化量一定比乙的速度变化量大
C.甲的速度变化一定比乙的速度变化快
D.如果甲、乙两物体的速度变化量相同,则甲用的时间一定比乙少
3.一个运动物体经时间△t后又回到原处,回到原处时的速度和初速度大小相等,都是v,但方向相反,则物体在时间△t内加速度的大小为()

4.物体某时刻的速度为5m/s,加速度为-3m/s2,这表示()
A.物体的加速度方向与速度方向相同,而速度在减小
B.物体的加速度方向与速度方向相同,而速度在增大
C.物体的加速度方向与速度方向相反,而速度在减小
D.物体的加速度方向与速度方向相反,而速度在增大
5.一子弹以0.02s的时间穿过一木板,穿入木板时的速度是800m/s,穿出木板时的速度是300m/s,则子弹在穿过木板时的加速度有多大?
6.一足球以8m/s的速度飞来,运动员在0.2s的时间内将足球以12m/s的速度反向踢出。足球在这段时间内的加速度多大?方向如何?

7.图1-32中的直线①和②分别表示两个物体运动的速度图象。它们的初速度各是多大?哪一个的加速度大?经过多长时间它们的速度大小相等?
发展级
8.一个物体初速度的大小为2m/s,末速度的大小为4m/s,则()
A.速度变化量的大小可能是6m/s
B.速度变化量的大小可能是4m/s
C.速度变化量的方向可能与初速度方向相同
D.速度变化量的方向可能与初速度方向相反
9.某物体沿直线运动的速度图象如图1-33所示,下列说法正确的是()

A.物体在第1s末运动方向发生变化
B.物体在第2~3s内和第6~7s内的加速度相同
C.物体在第2s末返回出发点,然后向反方向运动
D.物体的加速度大小始终不变
10.质点从静止开始做匀加速直线运动,经5s后速度达到10m/s,然后匀速运动了20s,接着经2s匀减速运动后静止。那么,质点在加速运动阶段的加速度有多大?在第26s末的速度有多大?

扩展阅读

《速度变化快慢的描述—加速度》导学案


《速度变化快慢的描述—加速度》导学案

一、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。
4.通过对速度、速度的变化量、速度的变化率三者的分析比较,提高学生的比较、分析问题的能力。
二、教学重点与难点
重点:1.加速度的概念及物理意义
2.加速度和匀变速直线运动的关系
3.区别速度、速度的变化量及速度的变化率
4.利用图象来分析加速度的相关问题
难点:加速度的方向的理解
三、教学方法
比较、分析法
四、教学设计
(一)新课导入
起动的车辆

初始时刻的速度(m/s)

可以达到的速度(m/s)

起动所用的时间(s)

小轿车

0

30

20

火车

0

50

600

摩托车

0

20

10

教师引导学生三种车辆速度随时间的变化规律,分析比较发现:三种车辆的速度均是增大的,但它们速度增加得快慢不同。那么,如何比较不同物体速度变化的快慢呢?从而引入加速度。
(二)新课内容
1.速度的变化量
提问:速度的变化量指的是什么?

教师引导学生讨论得出:要比较速度改变的快慢,必须找到统一的标准。也就是要找单位时间内的速度的改变量。
2.加速度
学生阅读课本,教师引导学生得出:
(1)定义:速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值

(2)物理意义:指进速度变化的快慢和方向
(3)单位:米/秒2(m/s2)
(4)加速度是矢量,方向与速度变化的方向相同
(5)a不变的运动叫做匀变速运动。匀变速运动又分匀变速直线运动和匀变速曲线运动。
[例题1]做匀加速运动的火车,在40s内速度从10m/s增加到20m/s,求火车加速度的大小。汽车紧急刹车时做匀减速运动,在2s内速度从10m/s减小到零,求汽车的加速度。
分析:由于速度、加速度都是矢量,所以我们计算的时候必须先选一个正方向。一般选初速度的方向为正方向。
分析讨论:
(1)火车40s秒内速度的改变量是多少,方向与初速度方向什么关系?
(2)汽车2s内速度的改变量是多少?方向与其初速度方向有何关系?
(3)两物体的运动加速度分别为多少?方向如何呢?

练习:课本P31,第1题
思考课本P31,第2题
A.物体运动的加速度等于0,而速度却不等于0。
总结:加速度与速度没有直接关系:加速度很大,速度可以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时);加速度很小,速度可以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时);
B.两物体相比,一个物体的速度变化量比较大,而加速度却比较小。
总结:加速度与速度的变化量没有直接关系:加速度很大,速度变化量可以很小、也可以很大;加速度很小,速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是“变化率”——表示变化的快慢,不表示变化的大小。
C.物体具有向东的加速度,而速度的方向却向西。
总结:物体是否作加速运动,决定于加速度和速度的方向关系,而与加速度的大小无关。加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小,不表示速度增大或减小。
当加速度方向与速度方向相同时,物体作加速运动,速度增大;若加速度增大,速度增大得越来越快;若加速度减小,速度增大得越来越慢(仍然增大)。
当加速度方向与速度方向相反时,物体作减速运动,速度减小;若加速度增大,速度减小得越来越快;若加速度减小,速度减小得越来越慢(仍然减小)。
总结:速度、速度的变化和加速度的大小没有关系。
3.从v~t图象看加速度
学生阅读课本,教师引导学生回答下列问题:
(1)速度—时间图象描述了什么问题?怎样建立速度时间图象?
(2)图1.5—3中两条直线分别是两个物体运动的速度时间图象,通过图象比较两物体运动的异同点?
(3)在图象中如何表示出物体运动加速度的大小?
三、小结
1、加速度的物理概念及意义。
2、加速度与速度、速度变化量的区别。
3、能在匀变速直线运动的v—t图像中分析出v、a的大小、方向等。
四、布置作业
1、P31练习五3、4

1.5速度变化快慢的描述—加速度学案


一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,教师要准备好教案,这是每个教师都不可缺少的。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃,帮助教师掌握上课时的教学节奏。那么如何写好我们的教案呢?小编为此仔细地整理了以下内容《1.5速度变化快慢的描述—加速度学案》,欢迎您参考,希望对您有所助益!

1.5速度变化快慢的描述——加速度(2)学案
【学习目标】
1.通过习题对加速度概念的进一步理解
2.通过v-t图像理解加速度
【重点难点】从v-t图像看加速度
【知识梳理】
从v-t图像看加速度,右图中a、b两个物体
哪个物体运动的加速度比较大?为什么?

【典型例题】
1.升降机提升重物时重物运动的,v-t图象如图
所示,利用该图象分析并求解以下问题:
(1)物体在0s一8s,的时间内是怎样运动的?
(2)0-2s与5s一8s。内的加速度大小之比是多少?

2.如图所示为某物体做直线运动的v-t图象。试分析物体在各段时间内的运动情况并计算各阶段加速度的大小和方向。
3.如图所示,实线为两个在同一直线上运动的物体a和b的速度一时间图象,由图可以知道()
A.两物体的速度方向相反,加速度方向也相反,
a的加速度小于b的加速度
B.两物体的速度方向相反,加速度方向也相反,
a的加速度大于b的加速度
C.两物体的速度方向相同,加速度方向相反,
a的加速度大于b的加速度
D.两物体的速度方向相同,加速度方向相同,
a的加速度大于b的加速度

【当堂训练】

1.如图所示的是质点A、B的速度-时间图像,
根据图像判断下列说法正确()
A.在t1–t2这段时间内,
质点A比质点B速度增加的大,则aAaB
B.质点的速度由v1增加到v2,
质点A比质点B所用的时间少,则aA〈aB
C.在任一时刻,质点A的速度都比
质点B的速度大
D.质点A和B同时从静止开始沿
同一方向做加速直线运动
2.某物体沿直线运动,其v-t图像如图所示,
则下列说法中正确的是()
A.第3秒内和第5秒内速度方向相反
B.第3秒内和第5秒内加速度方向相反
C.第5秒内速度和加速度方向相反
D.第7秒内速度和加速度方向相反
3.如右图所示,是某质点运动的v-t图像,请回答:
(1)质点在图中各段的过程中做什么性质的运动?

(2)在0-4s内、8–12s内质点的加速度各是多少?

(3)质点在5s末的速度是多大?

速度变化快慢的描述——加速度学案及课件


物理必修1(人教版)

第五课时速度变化快慢的描述——加速度

水平测试
1.关于加速度的概念,下列说法正确的是()
A.加速度就是加出来的速度
B.加速度反映了速度变化的大小
C.加速度反映了速度变化的快慢
D.加速度为正值,表示速度的大小一定越来越大

解析:加速度是反映速度变化快慢的物理量,等于速度的变化量与所用时间的比值,并不反映速度变化的大小,故C项正确,A、B项错误.加速度为正值,说明加速度的方向与所取正方向一致,这与速度变大变小无关.速度是否增加,取决于加速度方向与速度方向的关系,故D项错.
答案:C

2.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2m/s2,乙的加速度恒为-3m/s2,则下列说法中正确的是()
A.两物体都做加速直线运动,甲的速度变化快
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:因为两物体的运动方向相同,即初速度方向相同,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项错;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两项错;所以本题应选C项.
答案:C

3.一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度时间图象如下图所示,由图象可知()
A.0~ta段火箭的加速度大小小于ta~tb段火箭的加速度大小
B.在0~tb段火箭是上升的,在tb~tc段火箭是下落的
C.tb时刻火箭离地面最远
D.tc时刻火箭回到地面

答案:A

4.(双选)一质点做直线运动的vt图象如图所示,下列说法中正确的是()
A.在0~t1时间内质点做加速度逐渐减小的加速运动
B.在t2~t3时间内,质点做加速度减小的减速运动
C.在t3~t4时间内,质点做反向加速运动
D.在0~t4时间内,质点运动的位移最大

答案:AC

5.物体做匀加速直线运动,已知加速度为2m/s2,那么在任意1s内()
A.物体的末速度一定等于初速度的2倍
B.物体的末速度一定比初速度大2m/s
C.物体的初速度一定比前1s内的末速度大2m/s
D.物体的末速度一定比前1s内的初速度大2m/s

解析:在匀加速直线运动中,加速度为2m/s2,表示每秒内速度变化(增加)2m/s,即末速度比初速度大2m/s,并不表示末速度一定是初速度的2倍.在任意1s内,物体的初速度等于前1s的末速度,而其末速度相对于前1s的初速度已经过了2s,当a=2m/s2时,速度增加了4m/s.
答案:B

6.下图是汽车中的速度计,某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化,开始时指针指示在如图甲所示的位置,经过5s后指针指示在如图乙所示的位置.若汽车做匀加速直线运动,那么它在这段时间内的加速度大小约为()
A.8.0m/s2B.5.1m/s2
C.2.2m/s2D.1.6m/s2

解析:由题图知,v0=20km/h=5.6m/s,v=60km/h=16.7m/s,代入加速度的定义式a=v-v0t计算可知C项正确.
答案:C

7.火车紧急刹车时,在30s内速度从108km/h均匀减小到零,求此过程中火车的加速度.

解析:火车的初速度v=108km/h=30m/s,经时间t=30s后其末速度为零,由加速度定义式得a=Δvt=0-3030m/s2=-1m/s2,负号表示加速度方向与火车运动方向相反.
答案:1m/s2方向与运动方向相反

素能提高
8.右图
为某物体做直线运动的vt图象.试分析物体在各段时间内的运动情况并计算各阶段加速度的大小和方向.

解析:质点在0~1s内做加速直线运动,
速度变化量为
Δv1=4m/s-0=4m/s,
加速度a1=Δv1Δt1=4m/s2,方向与速度方向相同.
在1~3s内做减速直线运动,速度变化量
Δv2=0-4m/s=-4m/s,
加速度a2=Δv2Δt2=-43-1m/s2=-2m/s2,方向与速度方向相反.
在3~4s内做加速直线运动,速度变化量
Δv3=-2m/s-0=-2m/s,
加速度a3=Δv3Δt3=-24-3m/s2=-2m/s2,方向与速度方向相同.
答案:见解析

9.为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板,如图所示,滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.30s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.10s,遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt=3.0s.试估算:

(1)滑块的加速度多大?

答案:0.067m/s2

(2)两个光电门之间的距离是多少?

答案:0.6m

生活中的加速度

加速度是用来描述物体速度变化快慢的物理量,在生活中常说的“很灵活”“机动性能好”都是指物体的加速度比较大.
生活中,人们在购买汽车时常会考虑汽车的加速度,加速度大的汽车能在较短的时间内加速到正常行驶的速度,也可以在遇到紧急情况时很快地停下来.火车的加速度比较小,遇到紧急情况时难以改变运动状态,容易发生意外事故.
军事方面,笨重的运输机需要小巧的战斗机保驾护航,是因为战斗机的机动性好,速度容易改变,能在格斗中占据主动地位.庞大的航空母舰需要许多小舰艇来护卫也是利用小舰艇的良好的机动性能.
在体育竞技场上,有许多项目要靠灵巧取胜,像足球比赛,灵活性好的运动员常改变自己的运动路线,容易绕过对方的守卫队员去进球得分.
自然界中自古以来就存在着激烈的竞争,许多运动就是靠其灵活性而生存.捕食者要有很强的爆发力才能捕到猎物,猎豹的爆发力很强(加速度很大),其速度能在几秒钟内增大到100km/h,许多猎物在它的一扑之下都难以幸免.被捕食者要想逃过追捕也需要有良好的灵活性,“动若脱兔”就是描述兔子在遇险时灵活脱逃的情形.
为了提高加速时的加速能力,许多动物都勤奋锻炼以增强爆发力;人们在快艇上安装多个发动机以增强驱动力.从前面的几个例子也可以发现,质量小的物体的机动性能要好于质量大的物体.在以后的内容里,我们将研究影响加速度的原因.

速度改变快慢的描述加速度


五、速度改变快慢的描述加速度

一、教学目标

1、理解加速度的概念,1理解加速度是表示速度矢量变化快慢的物理量;2明确加速度的定义、公式、符号和单位.

2、明确加速度是矢量,加速度的方向始终跟速度改变量的方向一致.

3、明确加速度跟速度、速度改变量的区别.

二、重点难点

加速度概念既是重点,又是难点,要弄清加速度与速度、速度改变量之间的区别,理解加速度是如何描述速度矢量改变快慢的.

三、教学方法

比较、分析、归纳

四、教学过程

(一)概念引入

实例:某铅球运动员在投出铅球时,可在0.2s内使铅球的速度由零增加到17m/s,而迫击炮射击时,炮弹在炮筒中的速度在0.005s内由零增加到250m/s,在这两种运动中,速度改变量各为多少?哪一个速度变化得快?

解析:用v0表示物体开始时刻的速度(初速度),用vt表示末了时刻的速度(末速度),t表示完成速度改变所经历的时间,那么Δv=vt-vo表示物体速度的改变.为了描述速度改变的快慢,应该比较速度对时间的变化率,即速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值.

速度m/s

速度改变m/s

vt-v0

速度变化率m/s2

(vt-v0)/t

初速度v0

末速度vt

铅球

0

17

17-0=17

(17-0)/0.02=85

炮弹

0

250

250-0=250

(250-0)/0.005=5×104从上面的计算可以看出,速度改变量vt-v0能够描述物体在时间t内速度改变了多少,但不能描述速度改变的快慢,而比值(vt-v0)/t能够描述物体速度改变的快慢,为此,引入加速度的概念.

(二)加速度

1、定义:加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值,即

a=(vt-v0)/t

式中vt、v0分别表示质点的末速度和初速度,t是质点的速度从vo变化到vt所需的时间,a表示质点的加速度.

2、物理意义:加速度是表示速度矢量改变快慢的物理量,其大小在数值上等于单位时间内速度的改变.

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.

4、加速度不但有大小,而且有方向,是矢量,加速度的方向与速度改变量Δv的方向相同.

在变速直线运动中,速度的方向始终在一条直线上,取初速度v0的方向为正方向.

(1)若vtv0,速度增大,a为正值,表示a的方向与v0的方向相同;

(2)若vtv0,速度减少,a为负值,表示a的方向与v0的方向相反.

(三)匀变速直线运动中的加速度

在匀变速直线运动中,速度是均匀变化的,比值(vt-v0)/t是恒定的,即加速度a的大小、方向不改变.因此,匀变速直线运动是加速度不变的运动.

(四)在v-t图象中认识加速度

加速度在大小上等于速度对时间的变化率,因此在匀变速直线运动中,v-t图象的斜率等于质点的加速度,如图中甲图象的加速度a1=2m/s2,方向与初速度方向相同;乙图象的加速度a2=-2m/s2,负号表示其方向与初速度方向相反.

1、教材第30页练习五:(1)、(2)、(3)、(5)

2、以下对于加速度的认识中,哪些是对是?

A、物体的加速度很大,速度可以很小

B、物体的速度为零,加速度可以不为零

C、加速度表示增加的速度

D、加速度为零时,速度必然为零

解:以图示匀加速直线运动为例,质点加速度不随时间而变,而速度与时刻对应,且均匀增加,在t=0时刻,v0=0,而加速度不等于零,其大小等于图象的斜率,可见A对,B对,而C错,当物体作匀速直线运动时,其加速度为零而速度不为零.D项错误.

正确选项为A、B

(七)课堂小结

定义:a=(vt-v0)/t

物理意义:描述速度改变的快慢

加速度a方向:与Δv方向一致

单位:m/s2

在v-t图象中的几何意义:图象的斜率

(八)课外作业

教材练习五:(4)