内容正文:
1.1.5 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物体的运动情况。
一、加速度
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。
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 0.02 m/s2 乙 10 m/s2 丙 0.056 m/s2 丁 1.4 m/s2
二、加速度方向与速度方向的关系
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
图2中做直线运动的火车,在40 s内速度由10 m/s增加到20 m/s,那么火车在40 s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=10 m/s,a==0.25 m/s2,相同
三、从v-t图象看加速度
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
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,故选项B正确。
答案 B
误区警示
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。[来源:学科网]
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] (2018·郑州高一检