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2020-2021学年第4节 加速度多媒体教学课件ppt
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这是一份2020-2021学年第4节 加速度多媒体教学课件ppt，共42页。PPT课件主要包含了必备知识·自主学习，运动速度的变化，初速度，末速度，速度变化的方向，米每二次方秒，ms2或m·s-2，运动速度变化，初速度方向，关键能力·合作学习等内容，欢迎下载使用。
一、加速度【情境思考】如图为猎豹、蜻蜓、歼20战斗机的运动图像
图甲中猎豹捕食时能在4 s内速度由零增加到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。图丙中歼20战斗机在试飞时以600 m/s的速度在空中匀速飞行。哪一个物体的速度最大?哪一个物体的速度变化量最大?提示:歼20战斗机的速度最大。猎豹的速度变化量最大,为30 m/s。
1.定义:物体_______________跟发生这一变化所用_____之比,用字母__表示。2.标矢性:(1)大小:a= ,式中v0表示物体运动的_______,vt表示物体运动的_______,vt-v0表示物体_______________。(2)方向:加速度是_____,方向与_______________相同。3.单位:米/秒2,读作“_____________”,符号是____________。4.物理意义:描述物体_____________的快慢。
5.“我国的新型战斗机‘歼20’飞得很快。”话中的“快”的含义是__。(选填:A.加速度大 B.速度大)
“小轿车比公交车起步快。”话中的“快”的含义是__。(选填:A.加速度大 B.速度大)
二、加速度方向与速度方向的关系【情境思考】如图所示,两辆相向行驶的汽车,取向右加速度为正,汽车的加速度为正就一定做加速运动,加速度为负就一定做减速运动吗?
提示:不一定。在一般情况下,把初速度的方向规定为正方向,那么,当汽车做加速直线运动时,加速度与速度同向,所以加速度为正值;当汽车做减速直线运动时,加速度与速度反向,所以加速度为负值。但如果把初速度方向规定为负方向,那么,加速度的正负取值情况和上面所述正好相反。可见,加速度的正负与规定的正方向有关,与汽车是加速还是减速没有直接关系。
1.在直线运动中,速度变化量Δv=v-v0的方向可能与初速度v0相同,也可能相反。2.(1)加速直线运动:加速度方向与___________相同。(2)减速直线运动:加速度方向与___________相反。
【易错辨析】(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)如果速度为零,则加速度一定也为零。( )(5)加速度是矢量,其正、负代表加速度的方向。( )(6)由公式a= 可知,加速度a的大小与Δv成正比,与Δt成反比。( )
知识点一 认识加速度1.认识加速度正负:(1)应用规则:研究直线运动时,我们一般先确定某一方向为正方向,若加速度的方向与正方向一致,则为正值;否则为负值。通常情况下选初速度的方向为正方向。
(2)物理意义:加速度的“+”和“-”号,只表示方向,不表示大小。例如:A物体的加速度为-6 m/s2,而B物体的加速度为1 m/s2,我们说A物体的速度变化比B物体快,A物体的加速度比B物体的大。
(3)与物体运动性质的关系:①物体的加速度为负,表示加速度的方向与规定的正方向相反;若物体的速度方向也与规定的正方向相反,那么加速度的方向与速度方向相同,物体做加速运动。只要加速度与速度同向,物体就做加速运动。②“正”的加速度不一定表明物体做加速运动,“负”的加速度也不一定表明物体做减速运动。
2.加速度、速度、速度变化量的比较:
【问题探究】物体甲的加速度a1=2 m/s2,物体乙的加速度a2=-5 m/s2。比较甲、乙两物体加速度的大小关系。提示:加速度是矢量,“-”表示方向,而不表示大小。因此a1
【规律方法】处理速度、速度变化量、加速度之间关系的思路(1)速度大,速度变化量、加速度不一定大。(2)速度变化量大,加速度、速度不一定大,它们之间无直接关系。(3)加速度大,速度不一定大。(4)加速度的方向与速度变化量的方向一定相同。(5)加速度的大小等于速度的变化率,但与Δv和Δt其中的任一个因素均无关。
【素养训练】(教材二次开发·教材P31T2变式)如图所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是v1,经过一小段时间之后,速度变为v2,Δv表示速度的变化量。由图中所示信息可知( )A.汽车在做加速直线运动B.汽车的加速度方向与v1的方向相同C.汽车的加速度方向与v1的方向相反D.汽车的加速度方向与Δv的方向相反
【解析】选C。由题图可知,v1>v2,表示汽车做减速直线运动,选项A错误;Δv的方向与汽车的速度v1方向相反,又加速度a与Δv的方向相同,所以汽车的加速度a的方向与v1的方向相反,选项B、D错误,C正确。
【加固训练】关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是( )A.速度变化得越多,加速度就越大B.速度变化得越快,加速度就越大C.加速度方向保持不变,速度方向也保持不变D.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小
【解析】选B。“速度变化得越多”是指Δv越大,若所用时间Δt也很大,则就不一定大,故A错;“速度变化得越快”是指速度的变化率 越大,即加速度a越大,B正确;加速度方向保持不变,速度方向可能变,也可能不变,当物体做减速直线运动时,v=0以后就反向运动,如竖直向上抛出的物体,故C错;物体在运动过程中,若加速度方向与速度方向相同,尽管加速度在变小,但物体仍在加速,直到加速度a=0时,速度就达到最大了,故D错。
知识点二 加速度的计算1.选择正方向,将初、末速度含着方向符号代入加速度定义式进行求解。2.利用加速度定义式求解的加速度一定是该过程的平均加速度,只有速度均匀变化时,平均加速度才等于瞬时加速度。
【典例示范】【典例】在光滑水平地面上,小球A以5 m/s的速度水平向右匀速运动,并与另一个完全相同的、以1 m/s的速度向左匀速运动的小球B发生碰撞。碰后,小球A静止,小球B以4 m/s的速度水平向右匀速运动。若两球碰撞过程用时0.1 s,求碰撞过程中两小球的加速度。
【解析】取水平向右为正方向,由a= 得对球A,碰前的速度为5 m/s,碰后的速度为0,则加速度aA= m/s2=-50 m/s2,式中的“-”表示小球A的加速度方向与原运动方向相反。对球B,碰前的速度为-1 m/s,碰后的速度为4 m/s,则加速aB= m/s2=50 m/s2。答案:小球A的加速度为50 m/s2,方向水平向左小球B的加速度为50 m/s2,方向水平向右
【规律方法】利用a= 计算加速度的方法(1)规定正方向:一般规定初速度的方向为正方向,和正方向相同的取“+”(一般省略),和正方向相反的取“-”,这样就把矢量运算转化成标量运算。(2)求出速度变化量Δv,并找准与之对应的时间Δt。(3)计算加速度,并对其方向加以解释。a为正,说明加速度与规定的正方向相同;a为负,说明加速度与规定的正方向相反。
【素养训练】如图所示,世界一级方程式(F1)比赛过程中,处于第一名的赛车进站加油,该赛车进站时一直做减速运动,平均加速度为30 m/s2,出站时一直做加速运动,平均加速度为45 m/s2,加油时间为6 s,进站前和出站后在赛道上的速度均为90 m/s,则该赛车从进站到出站所用时间是多少?
【解析】减速过程,若以初速度方向为正方向,则初速度为90 m/s,末速度为0,加速度为-30 m/s2,所需时间t1= =3 s加速过程,若以末速度方向为正方向,则初速度为0,末速度为90 m/s,加速度为45 m/s2,所需时间t2= =2 s所以赛车从进站到出站所用时间t=t1+t2+6 s=11 s。答案:11 s
【加固训练】1.(多选)由静止开始速度均匀增加的沿直线运动的火车在第10 s末的速度为20 m/s,则对于火车的加速度的说法正确的是( )A.火车的加速度为-5 m/s2B.每秒速度变化了2 m/sC.火车的加速度为5 m/s2D.火车的加速度与速度方向相同
【解析】选B、D。根据加速度定义,可以得到火车的加速度a= m/s2=2 m/s2,则每秒速度变化了2 m/s,故A、C错误,B正确;因为火车做加速运动,知火车的加速度方向与速度方向相同,故D正确。
2.如图所示,航天飞机以100 m/s的速度着陆,在25 s内就可停下来,而以8 m/s的速度飞行的蜻蜓能在1 s内停下来。在以上两种情况中,哪一个的加速度大?
【解析】蜻蜓的速度变化量为:0-8 m/s=-8 m/s,蜻蜓的加速度为: =-8 m/s2;航天飞机的速度变化量为:0-100 m/s=-100 m/s,航天飞机的加速度为: =-4 m/s2。答案:蜻蜓的加速度大
【拓展例题】考查内容：加速度对物体运动情况的影响【典例】参考内容：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.v0>0,a<0,物体做加速运动B.v0>0,a>0,物体做减速运动C.v0<0,a>0,物体做加速运动D.v0<0,a<0,物体做加速运动
【解析】选D。v0>0,a<0,a与v0方向相反,物体做减速运动,选项A错误; v0>0,a>0,a与v0方向相同,物体做加速运动,选项B错误;v0<0,a>0,a与v0方向相反,物体做减速运动,选项C错误;v0<0,a<0,a与v0方向相同,物体做加速运动,选项D正确。
【生活情境】如图所示,篮球以6 m/s的速度竖直向下碰地面,然后以4 m/s速度竖直向上反弹,碰地的时间为0.2秒。探究:探究:(1)求篮球在这0.2秒内的速度变化量Δv;(2)有的同学这样计算篮球的加速度:a= m/s2=-10 m/s2。他的方法对吗?为什么?正确的方法如何?
【解析】(1)以向下为正方向,所以Δv=v2-v1=-4 m/s-6 m/s=-10 m/s负号表示Δv的方向向上。(2)不对。他没有注意速度的方向。正确解法为:以向下为正方向,v1=+6 m/s,v2=-4 m/s,加速度为:a= m/s2=-50 m/s2负号表示加速度方向与正方向相反,即向上。答案:见解析
【实验情境】现记录了气垫导轨遮光板通过第一个光电门所用的时间为Δt1=0.30 s,通过第二个光电门所用的时间为Δt2=0.10 s,光电门从第一次计时结束到第二次计时开始经历的时间为Δt=0.30 s。(已知遮光板宽度d=3.0 cm)
探究:(1)能否求出通过第一、第二个光电门的速度?(2)滑块通过第一、第二个光电门的速度大小各是多少?(3)滑块的加速度大小是多少?
【解析】(1)可以。遮光板通过光电门的平均速度近似等于该点的速度。(2)取向右为正方向,根据v= 得:遮光板通过第一个光电门的速度:v1= m/s=0.10 m/s遮光板通过第二个光电门的速度:v2= m/s=0.30 m/s
一、加速度【情境思考】如图为猎豹、蜻蜓、歼20战斗机的运动图像
图甲中猎豹捕食时能在4 s内速度由零增加到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。图丙中歼20战斗机在试飞时以600 m/s的速度在空中匀速飞行。哪一个物体的速度最大?哪一个物体的速度变化量最大?提示:歼20战斗机的速度最大。猎豹的速度变化量最大,为30 m/s。
1.定义:物体_______________跟发生这一变化所用_____之比,用字母__表示。2.标矢性:(1)大小:a= ,式中v0表示物体运动的_______,vt表示物体运动的_______,vt-v0表示物体_______________。(2)方向:加速度是_____,方向与_______________相同。3.单位:米/秒2,读作“_____________”,符号是____________。4.物理意义:描述物体_____________的快慢。
5.“我国的新型战斗机‘歼20’飞得很快。”话中的“快”的含义是__。(选填:A.加速度大 B.速度大)
“小轿车比公交车起步快。”话中的“快”的含义是__。(选填:A.加速度大 B.速度大)
二、加速度方向与速度方向的关系【情境思考】如图所示,两辆相向行驶的汽车,取向右加速度为正,汽车的加速度为正就一定做加速运动,加速度为负就一定做减速运动吗?
提示:不一定。在一般情况下,把初速度的方向规定为正方向,那么,当汽车做加速直线运动时,加速度与速度同向,所以加速度为正值;当汽车做减速直线运动时,加速度与速度反向,所以加速度为负值。但如果把初速度方向规定为负方向,那么,加速度的正负取值情况和上面所述正好相反。可见,加速度的正负与规定的正方向有关,与汽车是加速还是减速没有直接关系。
1.在直线运动中,速度变化量Δv=v-v0的方向可能与初速度v0相同,也可能相反。2.(1)加速直线运动:加速度方向与___________相同。(2)减速直线运动:加速度方向与___________相反。
【易错辨析】(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)如果速度为零,则加速度一定也为零。( )(5)加速度是矢量,其正、负代表加速度的方向。( )(6)由公式a= 可知,加速度a的大小与Δv成正比,与Δt成反比。( )
知识点一 认识加速度1.认识加速度正负:(1)应用规则:研究直线运动时,我们一般先确定某一方向为正方向,若加速度的方向与正方向一致,则为正值;否则为负值。通常情况下选初速度的方向为正方向。
(2)物理意义:加速度的“+”和“-”号,只表示方向,不表示大小。例如:A物体的加速度为-6 m/s2,而B物体的加速度为1 m/s2,我们说A物体的速度变化比B物体快,A物体的加速度比B物体的大。
(3)与物体运动性质的关系:①物体的加速度为负,表示加速度的方向与规定的正方向相反;若物体的速度方向也与规定的正方向相反,那么加速度的方向与速度方向相同,物体做加速运动。只要加速度与速度同向,物体就做加速运动。②“正”的加速度不一定表明物体做加速运动,“负”的加速度也不一定表明物体做减速运动。
2.加速度、速度、速度变化量的比较:
【问题探究】物体甲的加速度a1=2 m/s2,物体乙的加速度a2=-5 m/s2。比较甲、乙两物体加速度的大小关系。提示:加速度是矢量,“-”表示方向,而不表示大小。因此a1
【规律方法】处理速度、速度变化量、加速度之间关系的思路(1)速度大,速度变化量、加速度不一定大。(2)速度变化量大,加速度、速度不一定大,它们之间无直接关系。(3)加速度大,速度不一定大。(4)加速度的方向与速度变化量的方向一定相同。(5)加速度的大小等于速度的变化率,但与Δv和Δt其中的任一个因素均无关。
【素养训练】(教材二次开发·教材P31T2变式)如图所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是v1,经过一小段时间之后,速度变为v2,Δv表示速度的变化量。由图中所示信息可知( )A.汽车在做加速直线运动B.汽车的加速度方向与v1的方向相同C.汽车的加速度方向与v1的方向相反D.汽车的加速度方向与Δv的方向相反
【解析】选C。由题图可知,v1>v2,表示汽车做减速直线运动,选项A错误;Δv的方向与汽车的速度v1方向相反,又加速度a与Δv的方向相同,所以汽车的加速度a的方向与v1的方向相反,选项B、D错误,C正确。
【加固训练】关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是( )A.速度变化得越多,加速度就越大B.速度变化得越快,加速度就越大C.加速度方向保持不变,速度方向也保持不变D.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小
【解析】选B。“速度变化得越多”是指Δv越大,若所用时间Δt也很大,则就不一定大,故A错;“速度变化得越快”是指速度的变化率 越大,即加速度a越大,B正确;加速度方向保持不变,速度方向可能变,也可能不变,当物体做减速直线运动时,v=0以后就反向运动,如竖直向上抛出的物体,故C错;物体在运动过程中,若加速度方向与速度方向相同,尽管加速度在变小,但物体仍在加速,直到加速度a=0时,速度就达到最大了,故D错。
知识点二 加速度的计算1.选择正方向,将初、末速度含着方向符号代入加速度定义式进行求解。2.利用加速度定义式求解的加速度一定是该过程的平均加速度,只有速度均匀变化时,平均加速度才等于瞬时加速度。
【典例示范】【典例】在光滑水平地面上,小球A以5 m/s的速度水平向右匀速运动,并与另一个完全相同的、以1 m/s的速度向左匀速运动的小球B发生碰撞。碰后,小球A静止,小球B以4 m/s的速度水平向右匀速运动。若两球碰撞过程用时0.1 s,求碰撞过程中两小球的加速度。
【解析】取水平向右为正方向,由a= 得对球A,碰前的速度为5 m/s,碰后的速度为0,则加速度aA= m/s2=-50 m/s2,式中的“-”表示小球A的加速度方向与原运动方向相反。对球B,碰前的速度为-1 m/s,碰后的速度为4 m/s,则加速aB= m/s2=50 m/s2。答案:小球A的加速度为50 m/s2,方向水平向左小球B的加速度为50 m/s2,方向水平向右
【规律方法】利用a= 计算加速度的方法(1)规定正方向:一般规定初速度的方向为正方向,和正方向相同的取“+”(一般省略),和正方向相反的取“-”,这样就把矢量运算转化成标量运算。(2)求出速度变化量Δv,并找准与之对应的时间Δt。(3)计算加速度,并对其方向加以解释。a为正,说明加速度与规定的正方向相同;a为负,说明加速度与规定的正方向相反。
【素养训练】如图所示,世界一级方程式(F1)比赛过程中,处于第一名的赛车进站加油,该赛车进站时一直做减速运动,平均加速度为30 m/s2,出站时一直做加速运动,平均加速度为45 m/s2,加油时间为6 s,进站前和出站后在赛道上的速度均为90 m/s,则该赛车从进站到出站所用时间是多少?
【解析】减速过程,若以初速度方向为正方向,则初速度为90 m/s,末速度为0,加速度为-30 m/s2,所需时间t1= =3 s加速过程,若以末速度方向为正方向,则初速度为0,末速度为90 m/s,加速度为45 m/s2,所需时间t2= =2 s所以赛车从进站到出站所用时间t=t1+t2+6 s=11 s。答案:11 s
【加固训练】1.(多选)由静止开始速度均匀增加的沿直线运动的火车在第10 s末的速度为20 m/s,则对于火车的加速度的说法正确的是( )A.火车的加速度为-5 m/s2B.每秒速度变化了2 m/sC.火车的加速度为5 m/s2D.火车的加速度与速度方向相同
【解析】选B、D。根据加速度定义,可以得到火车的加速度a= m/s2=2 m/s2,则每秒速度变化了2 m/s,故A、C错误,B正确;因为火车做加速运动,知火车的加速度方向与速度方向相同,故D正确。
2.如图所示,航天飞机以100 m/s的速度着陆,在25 s内就可停下来,而以8 m/s的速度飞行的蜻蜓能在1 s内停下来。在以上两种情况中,哪一个的加速度大?
【解析】蜻蜓的速度变化量为:0-8 m/s=-8 m/s,蜻蜓的加速度为: =-8 m/s2;航天飞机的速度变化量为:0-100 m/s=-100 m/s,航天飞机的加速度为: =-4 m/s2。答案:蜻蜓的加速度大
【拓展例题】考查内容：加速度对物体运动情况的影响【典例】参考内容：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.v0>0,a<0,物体做加速运动B.v0>0,a>0,物体做减速运动C.v0<0,a>0,物体做加速运动D.v0<0,a<0,物体做加速运动
【解析】选D。v0>0,a<0,a与v0方向相反,物体做减速运动,选项A错误; v0>0,a>0,a与v0方向相同,物体做加速运动,选项B错误;v0<0,a>0,a与v0方向相反,物体做减速运动,选项C错误;v0<0,a<0,a与v0方向相同,物体做加速运动,选项D正确。
【生活情境】如图所示,篮球以6 m/s的速度竖直向下碰地面,然后以4 m/s速度竖直向上反弹,碰地的时间为0.2秒。探究:探究:(1)求篮球在这0.2秒内的速度变化量Δv;(2)有的同学这样计算篮球的加速度:a= m/s2=-10 m/s2。他的方法对吗?为什么?正确的方法如何?
【解析】(1)以向下为正方向,所以Δv=v2-v1=-4 m/s-6 m/s=-10 m/s负号表示Δv的方向向上。(2)不对。他没有注意速度的方向。正确解法为:以向下为正方向,v1=+6 m/s,v2=-4 m/s,加速度为:a= m/s2=-50 m/s2负号表示加速度方向与正方向相反,即向上。答案:见解析
【实验情境】现记录了气垫导轨遮光板通过第一个光电门所用的时间为Δt1=0.30 s,通过第二个光电门所用的时间为Δt2=0.10 s,光电门从第一次计时结束到第二次计时开始经历的时间为Δt=0.30 s。(已知遮光板宽度d=3.0 cm)
探究:(1)能否求出通过第一、第二个光电门的速度?(2)滑块通过第一、第二个光电门的速度大小各是多少?(3)滑块的加速度大小是多少?
【解析】(1)可以。遮光板通过光电门的平均速度近似等于该点的速度。(2)取向右为正方向,根据v= 得:遮光板通过第一个光电门的速度:v1= m/s=0.10 m/s遮光板通过第二个光电门的速度:v2= m/s=0.30 m/s
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