高中物理第一章运动的描述15速度变化快慢的描述加速度学案新人教版必修.docx
《高中物理第一章运动的描述15速度变化快慢的描述加速度学案新人教版必修.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理第一章运动的描述15速度变化快慢的描述加速度学案新人教版必修.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高中物理第一章运动的描述15速度变化快慢的描述加速度学案新人教版必修
第5节 速度变化快慢的描述——加速度
学习目标
核心提炼
1.理解加速度的概念，能区分v，Δv与
的关系。
1个定义——加速度的比值定义法
2种方法——求解加速度方法：
公式法或图象法
3个物理量——速度、速度变化量和加速度
2.知道加速度的矢量性，能根据加速度与速度方向的关系判断物体的运动情况。
3.掌握运用v－t图象计算加速度大小的方法及分析其变化情况。
一、加速度
阅读教材P25～P26“加速度”部分内容，知道加速度的概念、公式及物理意义。
1．定义：
速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。
即a＝
。
2．单位：
国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s2或m·s－2。
3．物理意义
加速度a是表示物体速度变化快慢的物理量，也叫速度对时间的变化率。
4．a＝
是用比值定义法定义的物理量，a的大小与Δv、Δt无关（填“有关”或“无关”）。
思维拓展
图1中甲、乙、丙、丁各物体都在做直线运动，其运动的速度在发生变化，但速度变化的快慢不同。
图1
1．万吨货轮和火箭在相同时间内谁的速度变化大？
谁的速度变化快？
答案 火箭 火箭
2．列车和小轿车从静止开始运动达到相同速度，所用时间不同，谁的速度变化快？
答案 小轿车
3．甲、乙、丙、丁四种情形中，加速度的大小各为多少？
答案 甲 0.02m/s2 乙 10m/s2 丙 0.056m/s2 丁 1.4m/s2
二、加速度方向与速度方向的关系
阅读教材第26～27页“加速度方向与速度方向的关系”部分，了解加速度的矢量性，初步知道由速度与加速度方向的关系，会判断运动的性质。
1．加速度的方向：
与速度变化量的方向相同。
2．加速度与速度的方向关系：
在直线运动中，如果速度增加，加速度的方向与速度的方向相同；如果速度减小，加速度的方向与速度的方向相反。
思维拓展
1．图2中做直线运动的火车，在40s内速度由10m/s增加到20m/s，那么火车在40s内速度的变化量是多少？
火车的加速度是多少？
加速度的方向与速度变化量的方向有什么关系？
图2
答案 Δv＝v2－v1＝10m/s，a＝
＝0.25m/s2，相同
三、从v－t图象看加速度
阅读教材第28页从“v－t图象看加速度”部分，知道v－t图象的物理意义，会用v－t图象计算加速度的大小。
1．定性判断：
v－t图象的斜率反映加速度的大小。
图3
2．定量计算：
在v－t图象上取两点E（t1，v1）、F（t2，v2），加速度的数值a＝
＝
。
思维拓展
观察图4，完成下列问题。
图4
（1）坡的“陡”与“缓”与图线的“陡”与“缓”有什么联系？
（2）图线斜率越大，说明速度变化越______，那么加速度越______（如图中aOA＞aBC）；斜率为0，说明速度保持________，即加速度为______（如图中AB段）
（3）斜率为正，表示加速度的方向与正方向________（如图中OA段）。
斜率为负，表示加速度的方向与正方向________（如图中BC段）。
答案
（1）坡“陡”与图线“陡”均表示速度变化的快 坡“缓”与图线“缓”均表示速度变化慢
（2）快 大 不变 0 （3）相同 相反
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
加速度与速度、速度变化量的比较
[要点归纳]
速度、速度变化量、加速度比较
相关量
比较项
速度v
速度变化量Δv
加速度a
定义
物体的位移与所用时间的比值
物体的末速度与初速度的差值
物体速度的变化量与所用时间的比值
表达式
v＝
Δv＝v2－v1
a＝
单位
m/s
m/s
m/s2
方向
速度的方向就是物体运动的方向
Δv＝a·Δt，Δv与a的方向相同
a与Δv的方向相同
物理意义
表示物体运动的快慢和方向
表示物体速度变化的大小和方向
表示物体速度变化的快慢和方向
[精典示例]
[例1]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，它的加速度一定很大
B．速度很大的物体，其加速度可以很小，可能为零
C．某时刻物体的速度为零，其加速度一定为零
D．加速度很大时，运动物体的速度一定很大
审题指导
关键词
信息
速度改变量很大
仅指Δv很大，Δt未知
速度很大
速度改变量可以很小，也可以为零
速度为零
速度变化量不一定为零
加速度很大
速度变化量不一定很大，速度变化需要时间
解析 加速度是单位时间内速度的变化量，与速度无必然联系，故选B。
答案 B
1．速度的变化量与加速度的关系
（1）加速度a的方向与速度的变化量Δv的方向一定相同，但速度的变化量Δv的大小不仅与加速度有关，还与时间有关。
（2）根据加速度的大小不能判断速度变化量的大小，反过来，根据速度变化量的大小也不能判断加速度的大小。
2．速度与加速度的关系
（1）速度和加速度的大小无直接关系。
速度大，加速度不一定大，加速度大，速度也不一定大；加速度为零，速度可以不为零，速度为零，加速度也可以不为零。
（2）速度和加速度的方向无直接关系。
加速度与速度的方向可能相同或相反，甚至两者的方向不在一条直线上。
[例2]（2017·郑州高一检测）乒乓球被称为中国的国球，在历次国际性的比赛中，中国队都取得了非常好的成绩。
假设在某次比赛中，中国选手马琳接住了对手打来的速度大小为30m/s的乒乓球，并将球以45m/s的速度反向扣杀，从接住到扣杀历时0.15s，则乒乓球在被扣杀时平均加速度大小为（ ）
图5
A．50m/s2 B．100m/s2
C．250m/s2D．500m/s2
解析 以45m/s方向为正方向
Δv＝45m/s－（－30m/s）＝75m/s
a＝
＝500m/s2
方向与45m/s方向相同，故选D。
答案 D
[针对训练1]（2017·山东济宁期中）（多选）核潜艇是国家的战略利器，也是国家安全的重要保证。
某核潜艇在充满未知的深海独自执行任务，做变速运动，关于核潜艇在变速运动过程中的速度、加速度、速度变化量的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．核潜艇某时刻的加速度等于0，但速度可以不为0
B．核潜艇的加速度方向向东，速度变化量的方向可以向西
C．核潜艇做直线运动，后一阶段的加速度比前一阶段小，但速度可以比前一阶段大
D．核潜艇的速度变化量很大，但加速度可能很小
解析 根据a＝
知B错误，D正确；再由a与v关系知A、C均正确。
答案 ACD
判断物体是加速还是减速的方法
[要点归纳]
由加速度来判断物体的运动情况
（1）加速度的大小决定物体速度变化的快慢
（2）加速度的方向与速度的方向关系决定物体加速还是减速。
物体是加速还是减速与加速度的变化和加速度的正、负无关，可总结如下：
[精典示例]
[例3]（多选）根据给出的速度和加速度的正负，对下列物体的运动性质的判断正确的是（ ）
A．v0＜0，a＞0，物体先做加速运动，后做减速运动
B．v0＜0，a＜0，物体做加速运动
C．v0＞0，a＜0，物体先做减速运动，后做加速运动
D．v0＞0，a＝0，物体做匀速直线运动
思路探究
（1）如何判断物体做加速运动还是减速运动？
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
（2）v0与a的正负表示什么意义？
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
解析 v0与a同向时，做加速直线运动，v0与a反向时，做减速直线运动，a＝0时，做匀速直线运动。
故选B、C、D。
答案 BCD
加速度正负的理解误区
（1）物体存在加速度，说明物体做变速运动，不一定是加速运动。
（2）加速度的正负表示方向，加速度的方向与规定的正方向相同时为正值，相反时为负值。
（3）根据加速度的正负无法判断物体做加速运动还是减速运动，判断的依据是加速度与速度的方向关系，同向加速，反向减速。
[针对训练2]（多选）一辆汽车启动后，加速度、速度方向相同，且加速度越来越小，则（ ）
A．汽车的速度也减小
B．汽车的速度仍在增大
C．当加速度减小到零时，汽车静止
D．当加速度减小到零时，汽车的速度达到最大
解析 加速度变小，速度增加的越来越慢，一直到加速度为0，速度达到最大
答案 BD
从v－t图象看加速度
[要点归纳]
1．v－t图象中加速度的意义
（1）图象意义：
v－t图象反映了运动物体的速度随时间变化的关系。
（2）斜率意义：
v－t图象的斜率反映运动物体的加速度。
①斜率的大小表示加速度的大小。
②斜率的正负表示加速度的方向。
2．通过v－t图象认识加速度
（1）如果速度均匀增大或减小，加速度不变，v－t图象的斜率不变，是一条倾斜的直线。
如图6中甲表示的加速度a1＝2m/s2，方向与初速度方向相同；乙表示的加速度a2＝－2m/s2，负号表示其方向与初速度方向相反。
图6
（2）如果速度不是均匀变化的，即物体的加速度在变化，则v－t图象的斜率变化，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。
如图7所示，物体在做加速运动，但加速度逐渐减小。
图7
[精典示例]
[例4]（2017·西安高一检测）如图8是某物体做直线运动的速度图象，有关物体运动情况判断正确的是（ ）
图8
A．前2s的加速度大小为5m/s2
B．2s末运动方向改变
C．4s末物体回到出发点
D．6s到8s做匀速运动
解析 前2s的加速度a＝
m/s2＝5m/s2，A正确；前4s内的速度均为正值，表示速度方向与正方向相同，B错误；4s末运动方向变化，并不表示回到出发点，C错误；6～8s是变速运动，D错误。
答案 A
分析v－t图象时两点注意
（1）加速度是否变化看有无折点：
在折点位置，图线的斜率改变，表示此时刻物体的加速度改变，v－t图象为曲线，可认为曲线上处处是折点，加速度时刻在改变。
（2）速度方向是否改变看与时间轴有无交点：
在与时间轴的交点位置，纵坐标的符号改变，表示物体的速度方向改变。
[针对训练3]（多选）（2017·济南高一检测）如图9所示为某质点运动的速度—时间图象，下列有关物体运动情况判断正确的是（ ）
图9
A．0～t1时间内加速度为正，质点做加速直线运动
B．t1～t2时间内加速度为正，质点做减速直线运动
C．t2～t3时间内加速变为负，质点做加速直线运动
D．t3～t4时间内加速变为负，质点做减速直线运动
解析 0～t1时间内加速度为正，速度为正，两者方向相同，质点做加速直线运动，A正确；t1～t2时间内速度为正，加速度为负，两者方向相反，质点做减速直线运动，B错误；t2～t3时间内，速度、加速度均为负，方向相同，质点做加速直线运动，C正确；t3～t4时间内加速度为正，速度为负，方向相反，质点做减速直线运动，D错误。
答案 AC
1．（多选）由a＝
可知（ ）
A．a与Δv成正比
B．物体加速度大小由Δv决定
C．a的方向与Δv的方向相同
D．Δv/Δt叫速度变化率，就是加速度
解析 a的大小与Δv、Δt均有关，但不是由Δv、Δt决定，a的方向与Δv相同。
答案 CD
2．（多选）有两个物体都做加速度恒定的变速直线运动，则以下说法中正确的是（ ）
A．经过相同的时间，速度变化大的物体，它的加速度一定大
B．若初速度相同，则末速度大的物体加速度一定大
C．若加速度相同，初速度大的物体，其末速度一定大
D．在相同的时间内，加速度大的物体，其速度变化必然大
解析 注意讨论物体做加速运动还是做减速运动。
答案 AD
3．（多选）下列运动可能出现的是（ ）
A．物体的加速度增大，速度反而减小
B．物体的加速度减小，速度反而增大
C．物体的速度为零时，加速度却不为零
D．物体的加速度始终不变，速度也始终不变
解析 A项，物体做减速运动时，加速度可增可减；B项，物体做加速运动时，加速度可增可减；C项，汽车启动瞬间加速度不为0；D项，物体有加速度，速度就变化，D错误，故选A、B、C。
答案 ABC
4．（多选）一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s，2s后速度大小变为10m/s，则在这2s内该物体的加速度大小可能为（ ）
A．2m/s2 B．3m/s2
C．5m/s2 D．7m/s2
解析 注意讨论速度的方向。
答案 BD
5．（多选）甲、乙两个物体在同一直线上运动，它们的v－t图象如图10所示，则在t1时刻（ ）
图10
A．甲、乙运动的速度大小相等，方向相反
B．甲、乙运动的速度大小相等，方向相同
C．甲、乙运动的加速度大小不等，方向相同
D．甲、乙运动的加速度大小不等，方向相反
解析 速度方向根据v的正负号来判断，加速度方向根据图象的斜率正负来判断。
答案 BD
警示：
加速度的十个不一定
1．物体的速度大，加速度不一定大。
2．物体的速度很小，加速度不一定很小。
3．物体的速度为零，加速度不一定为零。
4．物体的速度变化大，加速度不一定大。
5．负加速度不一定小于正加速度。
6．加速度为负，物体不一定做减速运动。
7．加速度不断减小，物体的速度不一定减小。
8．加速度不断增大，物体的速度不一定增大。
9．物体速度大小不变，加速度不一定为零。
10．加速度方向不一定与速度在同一直线上。
升级会员 