内容正文:
第4课时 速度变化快慢的描述——加速度
[研究学考·明确要求]
知识内容
加速度
考试要求
学考
选考
c
c
基本要求
1.知道加速度是用来描述物体速度变化快慢的物理量
2.了解加速度的定义式和单位
3.了解加速度的矢量性,会根据速度与加速度方向之间的关系判断运动性质
4.通过加速度概念的建立过程和加速度定义式的得出过程,了解和体会比值定义法在科学研究中的应用
5.会利用加速度定义式计算匀变速直线运动的加速度
发展要求
理解加速度的概念,区分速度、速度变化量和速度变化率
说明
1.不要求用极限的方法求加速度
2.不要求引入平均加速度的概念
3.不要求讨论加速度变化的问题
知识点一 加速度
[基 础 梳 理]
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:在国际单位制中,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,加速度大小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”)。
5.加速度的矢量性:由a=知加速度的方向总是与速度变化量Δv的方向相同。但与速度的方向没有必然联系。
思考 “速度(v)大”、“速度变化(Δv)大”和“速度变化得快”的意义相同吗?物体的速度很大,加速度一定很大吗?物体的速度变化很大,加速度一定很大吗?物体的速度变化快,加速度一定大吗?
答案 “速度(v)大”、“速度变化(Δv)大”和“速度变化得快”的意义不同。首先,速度v大表示物体运动得快,加速度a不一定大,如飞机匀速飞行时的速度很大,a却等于零;v小, a也不一定小,如射击时火药爆炸瞬间,子弹的速度v可以看做零,这时加速度a却很大。其次,速度变化大,即Δv大,加速度a却不一定大,如列车由静止到高速行驶,其速度变化量Δv很大,但经历的时间Δt也很长,所以加速度并不大。
最后,速度变化得快,表示单位时间内速度变化大,即加速度a=大。
[典 例 精 析]
【例1】 (2018·温州高一期末)2017年9月29日,我国成功用长征二号丙运载火箭将3颗新型卫星送入轨道。如图1是火箭点火升空瞬间时的照片。关于这一瞬间的火箭的速度和加速度的判断,下列说法正确的是( )
图1
A.火箭的速度很小,但加速度可能较大
B.火箭的速度很小,所以加速度也很小
C.火箭的速度很大,所以加速度也很大
D.火箭的速度很大,但加速度一定很小
解析 点火瞬间,火箭的速度很小,但是速度变化可能很快,加速度可能很大,故A正确,B、C、D错误。
答案 A
[技巧点拨] (1)a=是用比值定义法定义的物理量。加速度a的大小与Δv、Δt大小无关,因此不能说a与Δv成正比,与Δt成反比;
(2)加速度a与速度v无直接关系。
(3)速度变化得快,即大,表示单位时间内速度变化大,加速度才大。
【例2】 篮球以10 m/s的速度水平撞击篮板后以6 m/s的速度反向弹回,篮球与篮板的接触时间为0.1 s,则篮球在这段时间内的加速度为多大?加速度的方向如何?
解析 选取篮球的初速度方向为正方向,则初速度v0=10 m/s。因为末速度方向与规定的正方向相反,故末速度为v=-6 m/s。由加速度的定义式可得:
a= m/s2=-160 m/s2。=
本题也可以选取末速度的方向为正方向,解出的加速度将为正值。
答案 160 m/s2 方向与初速度的方向相反
[技巧点拨] 加速度的正、负表示加速度的方向。若加速度的方向与规定的正方向相同,则加速度为正;若加速度的方向与规定的正方向相反,则加速度为负。
[即 学 即 练]
1.某汽车以恒定加速度做变速直线运动,10 s内速度从5 m/s增加到25 m/s,如果遇到紧急情况刹车,2 s内速度减为零,求这两个过程中加速度的大小和方向。
解析 以初速度v0的方向为正方向,有v0=5 m/s,v=25 m/s,t=10 s则a= m/s2=2 m/s2=
a为正值,表示其方向与初速度方向相同
对于刹车阶段:v=25 m/s,v′=0,t′=2 s
则a′= m/s2=-12.5 m/s2=
a′为负值,表示其方向与初速度方向相反。
答案 见解析
知识点二 加速度对运动的影响
[基 础 梳 理]
1.加速度的大小决定物体速度变化的快慢
2.物体做加速运动和减速运动的判断
(1)a与v0同向→加速运动→a恒定时,v均匀增大
(2)a与v0反向→减速运动→a恒定时,v均匀减小
[典 例 精 析]
【例3】 一运动物体的初速度v0=-8 m/s,加速度a=2 m/s2,表明( )
A.物体的加速度方向与初速度方向相同,物体的速度在减小
B.物体的加速度方向与初速度方向相同,物体的速