高中人教版 (2019)4 速度变化快慢的描述——加速度课文配套ppt课件

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1.掌握加速度的概念,知道v、Δv、 的区别,认识加速度的矢量性。(物理观念)2.会根据速度与加速度方向的关系判断物体的运动性质。(科学思维)3.通过加速度概念的建立过程和加速度定义的得出过程,了解和体会比值定义法在科学研究中的应用。(科学思维)4.理解v-t图像的物理意义,能根据v-t图像分析、计算加速度。(科学思维)
[必备知识]一、加速度1.物理意义:表示运动物体速度变化快慢的物理量。2.定义:物体速度的变化量与发生这一变化所用时间之比。3.定义式: 。4.单位:国际单位为米每二次方秒,符号为m/s2。二、加速度方向与速度方向的关系1.方向:加速度是矢量(选填“矢量”或“标量”),方向与速度变化量的方向相同。2.在直线运动中,速度增加时加速度与速度的方向相同,速度减小时加速度与速度的方向相反。
三、从v-t图像看加速度1.v-t图像反映了物体的速度随时间变化的规律。2.在同一v-t图像中,从图线的倾斜程度(斜率大小)就能判断加速度大小。倾角(图线与横坐标轴的夹角)越大,加速度越大。3.如图所示,直线的斜率 (用v1、v2、t1、t2表示)。
[自我检测]1.正误辨析(1)加速度是表示物体运动快慢的物理量。(　　)解析 表示物体运动快慢的物理量是速度,而不是加速度。答案 ×(2)加速度是描述物体速度变化快慢的物理量。(　　)答案 √(3)物体甲的加速度为3 m/s2,乙的加速度为-4 m/s2,则甲的加速度大于乙的加速度。(　　)解析 比较矢量大小时看绝对值,所以乙的加速度大于甲的加速度。答案 ×
(4)物体的加速度为3 m/s2,则物体一定做加速运动。(　　)解析 物体的加速度为正值,但不一定与速度方向相同,所以物体不一定做加速运动。答案 ×(5)在同一v-t图像中,图线倾角越大,对应图像的物体的加速度就越大。(　　)解析 在同一v-t图像中,图线倾角越大的物体,表明在相同时间内速度变化得越多,加速度越大。答案 √
2.(2021广东肇庆高一期末)一辆小汽车做直线运动,速度与时间的关系如图所示,坐标上面的数字为时间,下面的数字为速度。下列说法正确的是(　　)A.小车做加速运动,加速度逐渐变大B.小车做加速运动,加速度逐渐变小C.小车加速度方向与速度方向相同D.小车加速度方向与速度方向相反解析 由题图可知,汽车的速度每秒增加5 m/s,因此汽车做匀加速直线运动,加速度与速度方向相同,且保持不变,故选C。答案 C
[情境探究]下图为猎豹、蜻蜓、战斗机的运动图片。图甲中猎豹捕食时速度能在4 s内由零增加到30 m/s;图乙中以9 m/s的速度运动的蜻蜓能在1 s内停下来;图丙中战斗机在试飞时以600 m/s的速度在空中匀速飞行。试结合以上情景分析:哪一个物体的速度最大?哪一个物体的速度变化量最大?哪一个物体的加速度最大?
[知识点拨]1.对加速度的理解(1)加速度是速度的变化量Δv与发生这一变化所用时间Δt的比值。(2)加速度在数值上等于单位时间内速度的变化量。(3)加速度即速度的变化率。(4)加速度描述物体速度变化的快慢。
2.速度v、加速度a、速度变化量Δv的比较
要点笔记 (1)公式Δv=v-v0中各量都是矢量,只有物体做直线运动时,才可应用代数运算计算Δv的大小。(2)公式v= 、a= 都是定义式,确定了相关物理量的大小关系,同时也都是矢量式,确定了它们之间的方向关系。
3.求解加速度的方法(1)规定速度的正方向,一般规定初速度v0方向为正方向。(2)判断v的方向与正方向的关系,v的方向与正方向相同,v取正值;v的方向与正方向相反,v取负值,最后由矢量式Δv=v-v0得到速度的变化量。(3)找出发生Δv所需时间Δt。(4)由a= 计算加速度,并对a的方向加以说明。a为正值,说明a的方向与规定的正方向相同;a为负值,说明a的方向与规定的正方向相反。
[实例引导]例1(2021山东烟台高一期末)关于速度和加速度,下列说法正确的是(　　)A.物体的加速度为零,则它的速度也一定为零B.物体的加速度减小,则它的速度也一定减小C.加速度是表示物体速度变化快慢的物理量D.物体加速度的方向与其速度方向必定在同一条直线上
解析 物体的加速度为零,可以做匀速直线运动,则它的速度不一定为零,所以A错误;物体的加速度减小,只是速度变化慢而已,它的速度不一定减小,所以B错误;加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,所以C正确;物体做直线运动时,加速度的方向与其速度方向在同一条直线上,物体做曲线运动时,加速度的方向与其速度方向不在同一条直线上,所以D错误。答案 C
规律方法 1.对于速度和加速度的理解,常有以下易错点:(1)误认为速度越大,加速度越大,速度为零时没有加速度。(2)误认为速度变化量越大,加速度越大,而忘记考虑时间。(3)忽略速度是矢量,认为速度大小不变就没有加速度。(4)误认为加速度与速度同样变化。2.速度和加速度的大小无直接关系。速度大,加速度不一定大,加速度大,速度也不一定大;加速度为零,速度可以不为零,速度为零,加速度也可以不为零。3.速度和加速度的方向无直接关系。加速度与速度的方向可能相同或相反,甚至两者的方向不在一条直线上。
变式训练1(2021山东聊城高一期末)甲、乙两物体在同一水平面上做匀变速直线运动,甲经过2 s速度由5 m/s增加到15 m/s;乙经过5 s速度由20 m/s减小到0,则上述运动过程中(　　)A.甲的速度变化量大,甲的加速度大B.乙的速度变化量大,甲的加速度大C.甲的速度变化量大,乙的加速度大D.乙的速度变化量大,乙的加速度大
例2(2020广东广州高一期末)火箭发射时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s;汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5 s内停下来。下列说法正确的是(　　)A.火箭的速度变化比汽车快B.火箭的加速度比汽车的加速度大C.10 s内火箭的速度变化量为10 m/sD.2.5 s内汽车的速度变化量为-30 m/s
负号表示加速度的方向与速度方向相反,加速度的大小为12 m/s2,由此可知汽车的加速度大,速度变化快,故A、B错误;10 s内火箭的速度变化量为Δv=v2-v1=100 m/s-0=100 m/s,故C错误;2.5 s内汽车的速度变化量为Δv'=v2'-v1'=0-30 m/s=-30 m/s,故D正确。答案 D
变式训练2(多选)物体做匀变速直线运动,某时刻速度为5 m/s,经2 s速度的大小变为11 m/s,则物体的加速度大小可能是(　　)A.3 m/s2B.6 m/s2C.8 m/s2D.16 m/s2
[情境探究]大街上,车辆如梭,有加速的,有减速的,有来有往。(1)汽车做加速运动时,加速度的方向有什么特点?减速时呢?(2)汽车的加速度越大(或越小),对汽车的速度变化有什么影响?要点提示 (1)汽车做加速运动时,加速度方向与速度方向相同;汽车做减速运动时,加速度方向与速度方向相反。(2)汽车的加速度越大,汽车速度变化得越快;汽车的加速度越小,汽车速度变化得越慢。
[知识点拨]1.加速度对速度的影响物体做加速运动还是减速运动,看物体的加速度与速度的方向关系,跟加速度的大小无关。速度变化的快慢跟加速度的方向无关,看加速度的大小。具体如下图:
2.加速和减速情况的另一种表述
[实例引导]例3一个质点做速度方向不变的直线运动,在此过程中(　　)A.若加速度和速度同向,当加速度逐渐减小到零时,速度达到最小值B.若加速度和速度同向,当加速度逐渐减小到零时,速度达到最大值C.若加速度和速度同向,当加速度逐渐减小到零时,位移将不再增大D.若加速度和速度反向,当加速度逐渐减小到零时,位移达到最小值解析 若加速度和速度同向,当加速度逐渐减小到零时,速度达到最大值,位移继续增大,选项A、C错误,选项B正确;若加速度和速度反向,当加速度逐渐减小到零时,速度达到最小值,位移继续增大,选项D错误。答案 B
规律方法 (1)物体存在加速度,表明物体在做变速运动,但不一定做加速运动。(2)物体做加速运动还是做减速运动,不能根据加速度的正、负来判断,要根据加速度与速度方向的关系来判断。
变式训练3(2021北京高一期末)甲、乙两个物体在同一直线上沿正方向运动,它们的加速度分别为a甲=4 m/s2,a乙=-4 m/s2,那么对甲、乙两物体判断正确的是(　　)A.甲的加速度大小大于乙的加速度大小B.甲做加速直线运动,乙做减速直线运动C.甲的速度比乙的速度变化快D.甲、乙在相等时间内速度变化可能相同
解析 加速度的正负表示方向,不表示大小,甲、乙的加速度大小相等,A错误;甲的速度方向与加速度方向相同,甲做加速运动,乙的速度方向与加速度方向相反,乙做减速运动,B正确;甲、乙的加速度大小相等,则速度变化快慢相同,C错误;甲、乙的加速度大小相等,则相等时间内速度变化量大小相等,方向相反,D错误。答案 B
[情境探究]右图是甲、乙两个质点的速度—时间图像。(1)求出它们加速度的大小。(2)v-t图像中图线的“陡”和“缓”与加速度有什么关系?
(2)由第(1)问知甲的加速度大于乙的加速度,由图像可以直观地看出,甲的图线比乙的图线“陡”,所以通过比较图线的“陡”“缓”就可以比较加速度的大小。在同一个v-t图像中,图线“陡”的加速度较大。
[知识点拨]1.由v-t图像可确定物体的运动性质
2.由v-t图像可定性比较加速度的大小同一坐标系中,利用不同物体的v-t图像的倾斜程度可以比较它们的加速度大小,如图所示,b的加速度大于c的加速度。
3.根据v-t图像定量计算物体的加速度(1)根据v-t图像的物理意义,图线的斜率在数值上等于物体运动的加速度。
4.v-t图像为曲线的加速度变化情况如果速度变化不均匀,说明物体的加速度在变化。其v-t图像为一曲线。曲线上某点的切线的斜率大小表示该时刻的瞬时加速度的大小。如图中A点的切线e的斜率等于该时刻的瞬时加速度,d表示的整个运动过程中物体的加速度在减小。
因此,c表示加速度增大的加速运动,d表示加速度减小的加速运动。要点笔记 (1)v-t图像不是物体的运动轨迹。(2)v-t图像的斜率为正时,物体不一定做加速运动,斜率为负时,物体不一定做减速运动。
[实例引导]例4(多选)某物体沿直线运动,其v-t图像如图所示,下列说法正确的是(　　)A.第1 s内和第2 s内物体的加速度大小相等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同D.第2 s末物体的加速度为零
第3 s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2 s末的加速度仍为-2 m/s2,选项D错误。答案 ABC
规律方法 应用v-t图像分析物体运动的方法
变式训练4(多选)(2020甘肃天水高一期中)甲、乙、丙是三个在同一直线上运动的物体,它们运动的v-t图像如图所示,下列说法正确的是(　　)A.丙与甲的运动方向相反B.丙与乙的运动方向相同C.乙的加速度大小大于甲的加速度大小D.丙的加速度大小小于乙的加速度大小
解析 v-t图像速度的正负表示物体的运动方向,图中甲、乙、丙速度都为正,表明运动方向相同,A错误,B正确;v-t图像的斜率的大小表示物体运动加速度的大小,由图可知,丙的加速度最大,甲的加速度最小,C正确,D错误。答案 BC
1.(2020黑龙江高一期中)A、B两汽车在同一直线上沿公路运动,且规定向东为正方向,汽车A的加速度为3 m/s2,汽车B的加速度为-3 m/s2,那么,对A、B两汽车判断正确的是(　　)A.汽车A的加速度大于汽车B的加速度B.汽车A一定向东运动,汽车B一定向西运动C.汽车A、B的运动方向有可能相同D.汽车A一定做加速运动,汽车B一定做减速运动
解析 加速度是矢量,矢量的正负代表方向,不代表大小,则汽车A和汽车B的加速度大小相等,故A错误;加速度的方向是物体速度变化的方向,与运动方向无关,则汽车A和B的运动方向不确定,有可能相同,也有可能相反,故B错误,C正确;当物体的加速度方向与运动方向相同时,物体做加速运动,当物体的加速度方向与运动方向相反时,物体做减速运动,因为只知道汽车A、B的加速度方向,不知道汽车的运动方向,所以不能确定汽车A、B是做加速运动还是减速运动,故D错误。答案 C
2.(多选)关于做直线运动的物体的加速度方向,下列判断正确的是(　　)A.当物体做加速运动时,若速度为正,则加速度一定为正B.当物体做加速运动时,加速度的方向可以为负C.当物体做减速运动时,加速度的方向一定与速度方向相反D.当物体做减速运动时,加速度的方向与速度的方向可能相同解析 当物体做加速直线运动时,加速度方向与速度方向相同,若速度方向为正,则加速度方向一定为正,故A、B正确;做减速直线运动时,加速度方向与速度方向相反,故C正确,D错误。答案 ABC
3.一汽车以36 km/h的速度在水平路面上匀速行驶,驾驶员发现正前方斑马线上有行人后立即刹车使汽车做匀减速运动。已知该驾驶员的反应时间为0.4 s,汽车行驶过程中的v-t图像如图所示,则汽车刹车的加速度大小为(　　)A.15 m/s2B.18 m/s2C.5 m/s2D.4.2 m/s2解析 由单位换算可知36 km/h=10 m/s,由v-t图像知斜率代表加速度,则刹车的加速度为 =-5 m/s2,选项C正确,A、B、D错误。答案 C