物理必修 第一册第4节 加速度完整版课件ppt
展开一、加速度1.文字表述: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________________。
m/s2或m·s-2
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。
3.加速度与速度的关系,下列叙述正确的有_____。 ①物体A的加速度为aA=2 m/s2,则物体做加速运动。②物体B的加速度为aB=-3 m/s2,则物体可能做加速运动。③某物体的加速度为-1 m/s2,初速度为-2 m/s,则该物体做加速运动。
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-6m/s2,而B物体的加速度为1m/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:
【思考·讨论】情境: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4s内速度由零增加到30m/s。图乙中以9m/s的速度运动的蜻蜓能在1s内停下来。图丙中歼-20战斗机在试飞时以600m/s的速度在空中匀速飞行。
讨论:(1)哪一个物体的速度最大?哪一个物体的速度变化量最大?(物理观念)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。
(2)哪一个物体的加速度最大?蜻蜓的加速度和猎豹的加速度符号相反说明什么问题?(科学思维)提示:猎豹的加速度为a1= m/s2=7.5 m/s2蜻蜓的加速度为a2= m/s2=-9 m/s2歼-20战斗机速度不变,加速度为零,故蜻蜓的加速度最大。
符号相反表明两者的加速度方向相反,猎豹的加速度为正值,加速度与速度同向,猎豹做加速运动;蜻蜓的加速度为负值,加速度与速度方向相反,蜻蜓做减速运动。
【典例示范】(2019·福州高一检测)关于速度、速度改变量、加速度,下列说法正确的是( )A.物体运动的速度改变量很大①,它的加速度一定很大B.速度很大②的物体,其加速度可以很小,可能为零C.某时刻物体的速度为零③,其加速度一定为零D.加速度很大④时,运动物体的速度一定很大
【解析】选B。加速度是单位时间内速度的变化量,与速度无必然联系,则B正确,A、C、D错误。
【素养训练】1.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。
2.(2019·德州高一检测)一质点自原点开始在x轴上运动,初速度v0>0,加速度a>0,a值不断减小直至为零的过程中,质点的( )A.速度不断减小,位移不断减小B.速度不断减小,位移继续增大C.速度不断增大,当a=0时,速度达到最大,位移不断增大D.速度不断减小,当a=0时,位移达到最大值
【解析】选C。由于初速度v0>0,加速度a>0,即速度和加速度同向,不管加速度大小如何变化,速度都是在增加的,当加速度减小时,相同时间内速度的增加量变小,即逐渐增加得慢了;当a=0时,速度达到最大值,此后以该最大速度做匀速直线运动,位移不断增大,C正确。
【补偿训练】1.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度的大小逐渐减小直至为零。则在此过程中 ( )A.速度逐渐减小,当加速度减为零时,速度达到最小值B.速度逐渐增加,当加速度减为零时,速度达到最大值C.位移逐渐增大,当加速度减为零时,位移将不再增大D.位移逐渐减小,当加速度减为零时,位移达到最小值
【解析】选B。加速度方向始终与速度方向相同,故质点做加速运动,加速度减小说明质点速度增加得慢了,当加速度减小至0时质点速度达到最大,并以此速度做匀速运动。所以质点的速度先增加后不变,速度方向不变,故位移始终增加。所以A、C、D错误,B正确。
2.关于加速度的概念,下列说法中正确的是( )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】选C。只要物体的速度发生变化就产生加速度,加速度并非加出来的速度,是反映物体速度变化快慢的物理量,与速度的变化量无关,求加速度不仅要看速度变化量的大小,还应该知道所用时间,故A、B错误,C正确;加速度的方向和初速度方向相同时,速度越来越大,加速度为正,若速度方向和加速度方向相反,速度的大小并非一直增大的,故D错误。
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】(2019·厦门高一检测)沪杭高铁是连接上海和杭州的现代化高速铁路,试运行时的最大时速达到了413.7公里,再次刷新世界纪录。沪杭高速列车在一次试运行中由A站开往B站,A、B车站间的铁路为直线①。技术人员乘此列车从A车站出发,列车从静止加速②到100m/s,用了250s时间,然后匀速运动了10分钟后,列车做减速运动②,经过300s后刚好停在B车站。求此高速列车加速、减速时的加速度。
【解析】加速阶段的加速度a1= m/s2=0.4m/s2减速阶段加速度a2= m/s2≈-0.33m/s2。答案:0.4m/s2,方向与运动方向相同0.33m/s2,方向与运动方向相反。
【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】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10s末的速度为20m/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-5m/s2 B.每秒速度变化了2m/sC.火车的加速度为5m/s2 D.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=2m/s2,则每秒速度变化了2m/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.(2019·泉州高一检测)如图所示,航天飞机以100m/s的速度着陆,在25s内就可停下来,而以8m/s的速度飞行的蜻蜓能在1s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:0-8m/s=-8m/s,蜻蜓的加速度为: =-8m/s2;航天飞机的速度变化量为:0-100m/s=-100m/s,航天飞机的加速度为: =-4m/s2。答案:蜻蜓的加速度大。
【补偿训练】计算下列物体的加速度:(1)在高速公路上汽车做匀加速运动,经3min速度从54km/h提高到144km/h。(2)一子弹击中木板时的速度是800m/s,历时0.2s穿出木板,穿出时子弹的速度为300m/s。
【解析】(1)54km/h=15m/s,144 km/h=40m/s,根据加速度的定义式a= m/s2≈0.14m/s2(2)根据加速度的定义式a= m/s2=-2500m/s2,负号表示方向与初速度方向相反。答案:(1)0.14m/s2,方向与初速度方向相同。(2)2500m/s2,方向与初速度方向相反。
【拓展例题】加速度与速度、速度变化量的方向【典例】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。速度是矢量,速度的变化量Δv=v2-v1,根据图像可知,Δv的方向与初速度方向相反,而加速度的方向与速度变化量的方向相同,所以加速度方向与初速度方向相反,汽车做减速运动,故C正确,A、B、D错误。
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