《课堂设计》高中物理新人教版必修一1.4速度变化快慢的描述——加速度

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《课堂设计》高中物理新人教版必修一1.4速度变化快慢的描述——加速度

‎《课堂设计》高中物理新人教版必修一 ‎1.4速度变化快慢的描述——加速度 ‎[要点导学]‎ ‎1.加速度的物理意义:反映运动物体速度变化快慢的物理量。‎ 加速度的定义:速度的变化与发生这一变化所用的时间的比值,即a =Δv/Δt=(v2-v1)/Δt。‎ 加速度是矢量。加速度的方向与速度方向并不一定相同。‎ ‎2.加速度与速度是完全不同的物理量,加速度是速度的变化率。所以,两者之间并不存在“速度大加速度也大、速度为0时加速度也为0”等关系,加速度和速度的方向也没有必然相同的关系,加速直线运动的物体,加速度方向与速度方向相同;减速直线运动的物体,加速度方向与速度方向相反。‎ ‎3.还有一个量也要注意与速度和加速度加以区分,那就是“速度变化量”Δv,Δv = v2 — v1。Δv越大,加速度并不一定越大,还要看所用的时间的多少。‎ ‎4.在“速度-时间”图像中,加速度是图线的斜率。速度图线越陡,加速度越大;速度图线为水平线,加速度为0。‎ ‎[范例精析]‎ 例1试举出下列实例:(1)速度很大而加速度较小,甚至为0;(2)速度很小而加速度很大;(3)加速度为0而速度不为0;(4)速度为0而加速度不为0。 (5)速度方向与加速度方向相反。‎ 解析:(1)高速飞行的飞机速度很大,但加速度不一定也很大,甚至可能为0(当飞机高速匀速飞行时);‎ ‎(2)子弹在枪膛里刚被激发时,速度很小而加速度很大;‎ ‎(3)一切匀速运动的物体加速度为0而速度不为0;‎ ‎(4)刚启动时刻的汽车、火车,速度为0而加速度不为0,竖直向上抛出的石子在最高点时速度为0而加速度不为0。‎ ‎(5)汽车刹车后停止运动前作减速运动过程中,速度方向与加速度方向相反。‎ 拓展:由例1可知,速度和加速度是完全不同的物理量。大小不成比例,方向不一定相同。‎ 例2.篮球以6m/s的速度竖直向下碰地面,然后以4m/s速度竖直向上反弹,碰地的时间为0.2秒。‎ ‎(1)求篮球在这0.2秒内的速度变化Δv。‎ ‎(2)有的同学这样计算球的加速度:a =(v2-v1)/ t=(4-6)/0.2m/s2=-10m/s2。他的方法对吗?为什么?正确的是多少?‎ 解析:(1)Δv =v2— v1= —10m/s ‎ ‎(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=+6m/s,v2=-4m/s,加速度为 a =(v2-v1)/ t=(-4-6)/0.2m/s2=-50m/s2‎ 负号表示加速度方向与正方向相反,即向上。‎ 拓展:加速度的定义式为矢量式,只要规定正方向,速度和加速度均可以用带有正负号的代数量表示,在解题时要特别注意各个量正负号的确定。已知量代入公式时必须冠以符号,未知量一般可先假设为正,求解后再作出判断说明。‎ 例3 .如图1-5-1所示,是一电梯由底楼上升到顶楼过程中速度随时间的变化图象,电梯的运动速度如何变化的?各段时间内电梯的加速度各是多大?‎ 解析: 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,是一个减速运动阶段。‎ 由加速度的定义式a =Δv/Δt可求得:第一阶段的加速度a1=(8-0)/(8-4)m/s2=2m/s2,第二阶段的加速度a2=(8-8)/(8-4)m/s2=0,第三阶段的加速度a3=(0-8)/(10-8)m/s2=-4m/s2,—号表示电梯在做减速运动,表示加速度的方向与速度方向相反。‎ 拓展:第三阶段的加速度与第一阶段的加速度哪个大呢?很多同学可能会说,当然是a1大了!因为a3是负的,a1是正的。但是这个看法却是错的。‎ 加速度是矢量,要比较矢量的大小,只要看其绝对值的大小,负号只是表示其方向。所以是a3比a1(的绝对值)大。‎ ‎[能力训练]‎ ‎1.下列关于加速度的说法中正确的是( B )‎ A.加速度表示物体运动的快慢 B.加速度表示物体速度变化的快慢 C.物体运动速度越大,其加速度越大 D.物体运动速度为零,其加速度一定也为零 ‎2.物体的加速度为2m/s2,表示这物体 ( C )‎ A 每秒运动2m B每经过1秒,其速度增大2m/s2‎ C 每经过1秒,其速度增大2m/s D每经过1秒,其速度增大2m ‎3.下列关于速度和加速度的说法中,正确的是( D )‎ A.物体运动的速度改变越大,它的加速度一定越大 B.物体运动的加速度为零,它的速度也一定为零 C.物体运动的速度改变越小,它的加速度一定越小 D.加速度的大小是表示物体运动速度随时间变化率的大小 ‎4.一个小球以3m/s的速度水平向右运动,碰到墙壁后经过0.1s后以2m/s的速度沿同一直线反弹。则小球在这段时间内的平均加速度为 ( D )‎ A.10m/s2,方向向右 B.10m/s2,方向向左 C.50m/s2,方向向右 D.50m/s2,方向向左 ‎5.图1-5-2为两个物体的速度图像,由图说明在0-10s甲、乙谁作加速运动,谁作减速运动;加速度各是多少;谁的加速度大。‎ 甲作加速运动,乙作减速运动;1/3m/s2,-0.3m/s2;甲的加速度大。‎ ‎6.汽车以108km/h的速度行驶,急刹车后6s停止运动,那么急刹车过程中汽车的加速度为多大?急刹车后2s时刻汽车的速度是多大?‎ ‎-5m/s2,20m/s
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