高中物理必修1《速度变化快慢的描述──加速度》ppt课件3

5速度变化快慢的描述——加速度1．知道加速度的比值定义法，理解加速度的物理意义．2．了解加速度的矢量性，知道其方向与速度变化方向一致．3．理解加速度的瞬时性．4．了解v－t图象中斜率的含义，会用v－t图象求加速度．5．知道速度、加速度、速度变化量的关系．一、加速度1．定义：加速度是______________与发生这一变化所用的时间的________.表达式为a＝.2．单位：在国际单位制中，加速度的单位是______________，符号是________或________.3．物理意义：为描述物体运动速度____________而引入的物理量．速度的变化量比值米每二次方秒m/s2m·s－2变化快慢【提示】不一定．加速度反映的是速度变化的快慢，而不是速度的大小，如果物体的速度很大，但是它的速度不变时，其加速度为零．【思考】(1)如果一个物体的速度很大，它的加速度是否一定很大？二、加速度方向与速度方向的联系1．加速度的方向：总是与__________的方向相同，其中Δv＝v2－v1.2．a与v的方向关系：在直线运动中，如果速度增加，a与v的方向______，如果速度减小，a与v的方向________.【思考】(2)在直线运动中如果加速度为负，一定说明加速度的方向与速度方向相反吗？速度变化相同相反【提示】不一定．在分析问题时，正方向的规定是任意的，加速度为负，只能说明其方向与我们规定的正方向相反，但不一定与速度的方向相反．三、从v－t图象看加速度1．v－t图象反映了物体的______随______变化的规律，通过v－t图象我们还可以知道物体的___________.2．匀变速直线运动的v－t图象是一条______，并且直线的______表示___________即a＝＝k(斜率)．速度时间加速度斜率直线加速度一、注意区别速度、速度的变化量和速度的变化率1．速度v、速度变化量Δv、加速度a的区别加速度a与速度v无直接联系，与Δv也无直接联系，v大，a不一定大；Δv大，a也不一定大．如飞机飞行的速度v很大，a也可能等于零；列车由静止到高速行驶，其速度变化量很大，但经历时间长，所以加速度并不大．2．注意区分速度的方向和速度变化的方向速度的变化量Δv＝v－v0，必须是末速度减去初速度．由于速度是一个有方向的物理量，物体做直线运动时规定正方向后，可以用正、负号表示速度的方向，因此，Δv的正、负决定着加速度的方向．可见，加速度的方向跟速度方向无关，它始终与速度变化的方向相同．3．判断物体做加速运动和减速运动的方法判断物体是做加速运动还是减速运动的方法有两个：(1)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，则加速，反之则减速．(2)根据加速度方向和速度方向的关系．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，即a和v0同向→加速运动→a增大，v增加得快a减小，v增加得慢a和v0反向→减速运动→a增大，v减小得快a减小，v减小得慢1.关于加速度，下列说法正确的是()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【解析】由加速度的定义式a＝可知，加速度由速度的变化量和所用时间两个因素共同决定．速度变化越大，加速度不一定越大；速度变化所用时间越短，但速度变化量的大小没有确定，也不能确定加速度一定越大；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；速度为零，并不代表速度的变化量为零，故加速度不一定为零，综上所述本题应选C.【答案】C二、在v－t图象中认识加速度如右图所示为某一物体的v-t图象，E点表示t1时刻速度为v1，F点表示t2时刻速度为v2.从图中可以看出，小三角形水平的直角边代表时间间隔Δt，竖直方向的直角边代表速度的变化量Δv，由此可从曲线的倾斜程度判断加速度的大小．从物理的角度讲，，从数学的角度讲，这恰恰是v-t图线的斜率，所以v-t图象的斜率表示物体运动的加速度．斜率为正时，a0；斜率为负时，a0.如果速度均匀增加或减小，说明加速度不变，v-t图象是一条倾斜的直线．如a图中甲图象的加速度a1=2m/s2，方向与初速度方向相同，物体做匀加速直线运动；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，物体做匀减速直线运动．ab如果速度不是均匀变化的，则物体的加速度在变化，v－t图象是一条曲线，曲线上某点的切线的斜率表示该时刻的瞬时加速度．如b图所示物体在做加速运动，但加速度在逐渐减小．2．如右图为一物体做直线运动的v-t图象，则在0～t1和t1～t2时间内()A．速度方向相同，加速度方向相同B．速度方向相同，加速度方向相反C．速度方向相反，加速度方向相同D．速度方向相反，加速度方向相反【解析】由图象可确定，0～t1和t1～t2内速度均为正，向同一个方向运动，物体在0～t1时间内加速度a1与速度方向相同，物体在t1～t2时间内做减速运动，加速度a2与速度方向相反，故a1、a2方向相反．【答案】B●教材资料分析〔思考与讨论〕普通的小型轿车和旅客列车，速度都能达到100km/h.但是，它们起步后达到这样的速度所需的时间是不一样的．例如一辆小汽车起步时在20s内速度达到了100km/h，而一列火车达到这个速度大约要用500s.谁的速度“增加”得比较快？它们的速度平均1s各增加多少？请再举出一些例子，说明“速度大”速度变化大”“速度变化得快”描述的是三种不同的情况．【点拨】轿车与火车的速度都由0增大到100km/h，所用的时间不同，轿车所用时间较少，因而轿车的速度增加得快．v＝100km/h≈27.8m/s.轿车每1秒增加的速度为27.820m/s＝1.39m/s.列车每1秒增加的速度为27.8500m/s≈0.056m/s.例如：短跑运动员起跑时，经1s速度达到6m/s，一辆自行车从启动经5s达到10m/s.自行车在5s末的速度比运动员在1s末的速度大；自行车由启动至速度达到10m/s，速度变化了10m/s，而运动员的速度变化了6m/s，运动1s内增加的速度为6m/s，自行车经5s速度由0变为10m/s，平均每1s增加的速度为2m/s，不如运动员速度变化得快．因此说明了“速度大”“速度变化大”“速度变化得快”描述的是三种不同的情况．〔思考与讨论〕如图所示中的两条直线a，b分别是两个物体运动的v-t图象．哪个物体运动的加速度比较大？为什么？【点拨】加速度在数值上等于单位时间内速度的变化量，图中E、F两点分别表示物体在t1、t2时刻的速度v1、v2，则a＝Δv/Δt＝(v2－v1)/(t2－t1)为直线的斜率，即利用直线的斜率大小可以反映加速度的大小．由图象中不难分析出a图线的斜率比b图线的斜率大，所以物体a的加速度比物体b的加速度大．求解加速度计算下列过程的加速度：(1)一辆汽车从车站出发做直线运动，经10s速度达到108km/h；(2)在高速公路上汽车做直线运动，经3min速度从54km/h提高到144km/h；(3)足球以8m/s的速度飞来，运动员把它以12m/s的速度反向踢出，踢球时间为0.2s，设球飞来的方向为正方向．【解析】规定以初速度方向为正方向，则(1)汽车初速度为v0＝0，汽车末速度为v＝108km/h＝30m/s，所需时间t＝10s．由加速度定义得：a＝v－v0t＝30－010m/s2＝3m/s2，方向与初速度方向相同．(2)汽车初速度为v0′＝54km/h＝15m/s，汽车末速度为v′＝144km/h＝40m/s，所需时间t′＝3min＝180s由加速度定义得a′＝v′－v0′t′＝40－15180m/s2≈0.14m/s2方向与初速度方向相同．(3)设球飞来的方向为正方向，则v0″＝8m/s，v″＝－12m/s，所需时间t″＝0.2s，所以Δv″＝v″－v0″＝－12m/s－8m/s＝－20m/s，则a″＝Δv″t″＝－200.2m/s2＝－100m/s2，方向与足球原来运动方向相反．【答案】(1)3m/s2与初速度方向相同(2)0.14m/s2与初速度方向相同(3)100m/s2与初速度方向相反在加速度的计算中，涉及的速度、速度的变化量、加速度都是矢量，在直线运动中规定了正方向，才能给矢量赋予正负号，从而使矢量运算转化为简单的代数运算，因此，首先规定正方向至关重要．在运动学中，解题时应尽量取初速度方向为正方向，并应严格按照公式的定义代入相应数据．1－1：一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s,1s后的大小变为10m/s，设初速度方向为正，则在这1s内该物体的加速度是()A．6m/s2B．－6m/s2C．14m/s2D．－14m/s2【答案】AD在速度图象中对加速度的认识与应用如右图所示，是某一电梯由底楼上升到顶楼过程中速度随时间的变化图象，试由图象分析回答整个过程中(1)电梯的运动速度如何变化？(2)各段时间内电梯的加速度各是多大？【解析】(1)电梯从底楼到顶楼总的运动时间为10s，这10s可分为三个阶段：第一阶段：0到4s末，速度由0增大到8m/s，是一个匀加速运动阶段；第二阶段：从4s末到8s末，速度保持8m/s不变，是一个匀速运动阶段；第三阶段：从8s末到10s末，速度由8m/s减小到0，是一个匀减速运动阶段．随着我们学习的不断深入，图象问题的内涵信息越来越多，其涉及的知识综合性也会越来越强．针对图象问题，在搞清图象物理意义的前提下，一定要注意其有关矢量概念的分析，有意识地逐步提高自己从物理图象中准确、迅速提取有用信息的能力．2－1：如右图所示的速度—时间图象中，质点A、B、C运动的加速度分别为aA＝______m/s2，aB＝______m/s2，aC＝________m/s2，其中________的加速度最大．在t＝0时________的速度最大，在t＝4s时________的速度最大，在t＝________s时，A、B的速度一样大．【答案】0.5－0.250.25ABC4物体是加速运动还是减速运动的判断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．v00，a0，物体做加速运动B．v00，a0，物体做加速运动C．v00，a0，物体做减速运动D．v00，a0，物体做加速运动【思路点拨】速度、加速度的正、负号表示方向，根据二者间的方向关系，判断物体做何种运动，若a与v0同向，做加速运动；若a与v0反向，做减速运动．【解析】由于速度和加速度都是矢量，若二者的符号相同，就表示它们的方向相同，则物体就做加速运动，即B、D所示的情况，故B、D正确；若二者的符号相反，就表示它们的方向相反，则物体就做减速运动，故A错，C正确．【答案】BCD(1)a0的物体不一定做加速运动；a0的物体也不一定做减速运动，物体做加速还是减速运动由a与v之间的夹角决定，同向则做加速运动，即使a在减小；反向则做减速运动．(2)判断物体是加速运动还是减速运动的方法有两个：①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，则加速，反之则减速．②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．3－1：一质点在x轴上运动，初速度v00，加速度a0，当a的值开始减小时，则该质点()A．速度开始减小，直到加速度等于零为止B．速度开始增大，直到加速度等于零为止C．速度继续增大，直到加速度等于零为止D．速度继续增大，加速度方向和速度方向相反【答案】C汽车在做减速运动时，可能在所研究的时间段内某时刻已经停止，因此这时要对过程进行分析，而不能直接套用公式．汽车在平直公路上以10m/s的速度做匀速直线运动，发现前面有情况而刹车，若获得的加速度大小为2m/s2，则经过10s时汽车的速度有多大？【解析】以汽车初速度的方向为正方向，汽车刹车后做减速运动，故加速度为负