高中物理人教版 (新课标)必修15 速度变化快慢的描述──加速度课时练习

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修15 速度变化快慢的描述──加速度课时练习，共6页。




【学习目标】


1、理解并掌握速度、速度的变化、加速度等基本概念


2、清楚速度、速度的变化、加速度之间的区别与联系


3、理解并掌握从v-t图象看加速度


【要点梳理】


要点一、加速度


(1)提出问题


列车启动时加速较慢，小轿车启动时速度增加得较快；列车进站时要经过较长的时间才能停下，速度减小得慢，小轿车遇到紧急情况急刹车时，在很短的时间内就能停下来，速度减小得快．可见，速度的变化有快慢之分，我们用“加速度”来描述物体速度变化的快慢．


(2)定义：加速度是表示速度改变快慢的物理量，它等于速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值．


(3)表达式：


式中△v表示速度的变化量，如果用表示末速度，用v0表示初速度，则△v＝v1-v2，故也可写成．


(4)单位：m/s2


(5)矢量性：加速度既有大小，也有方向，是矢量．直线运动中加速度的方向与速度变化量△v的方向相同．


要点诠释：


△v＝vt-v0，叫做速度的改变量，由于速度是矢量，求其改变量时要特别注意其方向性，如物体沿x轴方向做直线运动，初速度v0＝2m/s，经10s其末速度变为vt＝7m/s，两速度方向显然是一致的，则在10s内其速度的改变量△v＝vt-v0＝7m/s-2m/s＝5m/s，如图所示，我们规定初速度的方向为正方向，则速度改变量△v的方向与规定的正方向相同．





若仍规定初速度的方向为正方向，v0＝2m/s，10s后，末速度大小虽然仍是7m/s，但方向相反，即，如图所示，则速度改变量，在中的“-”号表示速度改变量的方向与规定的正方向相反，“-”号不表示大小，只表示方向．


在以上两种情况下，第一次加速度，与初速度v0同向；第二次加速度，与初速度v0反向．


(6)由所求应是△t内的平均加速度，若△t很短，也可近似看成瞬时加速度．





要点二、速度v、速度变化量△v、加速度a的比较


要点诠释：




















要点三、匀变速直线运动


要点诠释：


(1)定义：


物体做直线运动的加速度大小、方向都不变，这种运动叫做匀变速直线运动．


(2)匀变速直线运动分为匀加速直线运动和匀减速直线运动．


取初速度方向为正方向时：


对匀加速直线运动，vt＞v0，a＞0，加速度为正，表示加速度方向与初速度方向相同．


对匀减速直线运动，vt＜v0，a＜0，加速度为负，表示加速度方向与初速度方向相反．


(3)匀变速直线运动的特点是:


①加速度大小、方向都不变．


②既然加速度不变，则相等时间内速度的变化一定相同(△v＝a△t)．


③在这种运动中，平均加速度与瞬时加速度相等．





要点四、从v-t图象看加速度


要点诠释：


(1)如果速度均匀增加或减小，说明物体的加速度不变，这样的直线运动，其v-t图象为一直线；反之，也可说匀变速直线运动的速度图象是一条倾斜的直线．图甲为匀加速直线运动的v-t图象，图乙为匀减速直线运动的v-t图象．





直线的斜率表示加速度，即a＝k(斜率)．可从图象上求出加速度的大小和方向．


由图甲可知


由图乙可知，负号表示加速度与初速度方向相反．


因此可根据匀变速直线运动的v-t图象求其加速度．


(2)如果速度变化不均匀，说明物体的加速度在变化，其v-t图象为一曲线(如图所示)．曲线上某时刻的切线的斜率大小表示该时刻的瞬时加速度大小．切线斜率的正、负表示加速度方向．








要点五、如何判断物体做的是加速运动还是减速运动


要点诠释：


判断物体是加速运动还是减速运动的方法有两个：第一，根据v-t图象，看随着时间的增加，速度的大小如何变化．若越来越大，则做加速运动，反之则做减速运动；第二，根据加速度方向和速度方向间的关系．只要加速度方向和速度方向相同，就是加速；加速度方向和速度方向相反，就是减速．这与加速度的变化和加速度的正、负无关．


可总结如下：








【典型例题】


类型一、关于加速度概念的理解


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．速度为零，加速度一定为零


【答案】C


【解析】根据加速度的定义式及物理意义进行判断．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同确定的．速度变化越大，所用时间不确定，加速度不一定越大，故选项A错误；速度变化所用时间越短，但速度的变化量大小未确定，也不能确定加速度一定越大，故选项B错误；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，故选项C正确；速度为零，并不是速度的变化量为零，故加速度不一定为零，D选项错误．


【总结升华】速度为零并不代表速度不变化．所以加速度不一定为零．


举一反三


【高清课程：速度变化快慢的描述——加速度 12页】


【变式1】物体从静止开始运动，经过10秒钟，速度达到16m/s，求物体的加速度。


【答案】1.6m/s2


【高清课程：速度变化快慢的描述——加速度 12页】


【变式2】速度为15m/s的物体，经过20秒后停止运动。求物体的加速度。


【答案】-7.5m/s2 方向与初速度方向相反





类型二、速度v、速度变化量△v、加速度a的比较


例2、速度与加速度的关系，下列说法中正确的是( )


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


【答案】B


【解析】“速度变化得越多”是指越大，但若所用时间t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以后就可能反向运动，故C错．


物体在运动过程中，若加速度的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，速度达到最大，故D错．


【总结升华】加速度与速度的关系：加速度与速度无必然的联系．即：速度大的物体加速度不一定大，速度小的物体加速度不一定小，速度为零的物体加速度不一定为零．


举一反三


【高清课程：速度变化快慢的描述——加速度 15页】


【变式1】一个质点做直线运动，初速度的大小为2m/s，末速度的大小为4m/s，则（ ）


A、速度改变量的大小可能是6m／s


B、速度改变量的大小可能是4m／s


C、速度改变量的方向可能与初速度方向相同


D、速度改变量的方向可能与初速度方向相反


【答案】ACD


【高清课程：速度变化快慢的描述——加速度 16页】


【变式2】雨滴从高空下落，由于空气阻力作用，其加速度逐渐减小，直到为零，在此过程中雨滴的运动情况是（ ）


A、速度不断减小，加速度为零时，速度最小


B、速度不断增大，加速度为零时，速度最大


C、速度一直保持不变


D、速度的变化率越来越小


【答案】BD


【变式3】下列说法中正确的是 （ ）


A.物体运动的速度越大，加速度也一定越大


B.物体的加速度越大，它的速度一定越大


C.加速度就是“加出来的速度”


D.加速度反映速度变化的快慢，与速度无关


【答案】D





类型三、关于匀变速直线运动的理解


例3、在匀变速直线运动中，下列说法正确的是( )


A、相同时间内的位移变化相同


B、相同时间内速度变化相同


C、相同时间内加速度变化相同


D、相同路程内速度变化相同


【答案】B


【解析】匀变速直线运动是加速度不变的运动，选项C错误；由加速度的定义知，即相同时间内速度的变化相同，B正确；若相同时间内位移变化相同，则不变，即速度不变，这属于匀速直线运动，不是匀变速直线运动，故A、D错误．


【总结升华】理解匀变速直线运动的定义是解题的关键．


举一反三


【高清课程：速度变化快慢的描述——加速度 14页】


【变式1】物体做匀加速直线运动，已知加速度为2m/s2，那么在任意ls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ls的末速度大2m／s


D、物体的末速度一定比前1s的初速度大4m／s


【答案】BD


类型四、从v-t图象看加速度


例4、一质点做直线运动的v-t图象如图所示，质点在0～t1内速度、加速度如何变化？t1～t2内质点的速度、加速度各是多少？





【解析】速度的变化由图线可以直接看出，而加速度的变化需要看图线上各点的斜率如何变化．


由图可知：在0～t1时间内质点的速度逐渐增大，且不是匀变速直线运动，v-t图象的倾斜程度逐渐减小，图象的斜率逐渐减小，即加速度逐渐减小，速度增加得越来越慢．在t1～t2时间内，质点的速度为v1，加速度为零．


【总结升华】加速度只反映速度变化的快慢，不反映速度的大小，加速度大，速度变化得快；加速度小，速度变化得慢；加速度为零，速度不变，即质点做匀速直线运动或静止．对于非匀变速运动，加速度的变化可从图象的倾斜程度看，也可以从曲线如何弯曲看，曲线向下弯。加速度变小。曲线向上弯，加速度变大．


举一反三


【高清课程：速度变化快慢的描述——加速度 14页】


【变式1】有一物体做直线运动，其v—t图象如图所示，则该物体加速度与速度同向的时间是（ ）


A、只有0

B、只有2s

C、0

D、0




【答案】C


【高清课程：速度变化快慢的描述——加速度 18页】


【变式2】一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度一时间图象如图所示，由图象可知（ ）


A、0～t1时间内火箭的加速度小于t1～t2时间内火箭的加速度


B、t2时刻火箭离地面最远


C、在0～t2时间内火箭上升，t2～t3时间内火箭下落


D、t3时刻火箭回到地面





【答案】A比较项目
速度
加速度
速度改变量
联系
物理意义
描述物体运动快慢和方向的物理量，状态量
描述物体速度变化快慢和方向的物理量，性质量
描述物体速度改变大小程度的物理量，是一过程量
三者无必然联系，v很大，速度的变化量可能很小，甚至为0，a也可大可小
定义式
或



单位
m/s
m/s2
m/s
决定因素
v的大小由v0、a、t决定
a不是由来决定的，a由F与m决定(后续学习)
△v由vt与v0决定，而且也由a与△t决定
方向
与位移x或△x同向，即物体运动的方向
与△v方向一致，而与v0、vt方向无关
由或决定的方向
大小
①位移与时间的比值


②位移对时间的变化率


③x-t坐标系中曲线在该点的切线斜率大小
①速度对时间的变化率


②速度改变量与所用时间的比值


③v-t坐标系中，曲线在该点切线斜率大小
即