第1章 4 速度变化快慢的描述——加速度-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【名师导航】同步Word教参(人教版)

4.速度变化快慢的描述——加速度 学习目标 核心素养 1.掌握加速度的概念，能区分v、Δv、eq \f(Δv,Δt)，理解加速度的矢量性。(重点) 2．能根据速度和加速度的方向关系判断物体的运动性质。 3．能根据v­t图像分析、计算加速度。(难点) 1.物理观念：理解加速度的概念，树立变化率的思想。 2．科学思维：体会比值定义法，利用图像分析加速度的相关问题。 3．科学探究：探究生活中物体运动的加速度。 4．科学态度与责任：从生活中感受物理与生活的联系，产生亲近的情感。 阅读本节教材，回答第25页“问题”并梳理必要知识点：教材第25页“问题”提示：小汽车与火车的速度变化是一样的，都由0增大到100 km/h，小汽车所用时间较少，因而小汽车的速度增加得快。 v＝100 km/h≈27.8 m/s，小汽车的速度平均1 s增加eq \f(27.8,10) m/s＝2.78 m/s，火车的速度平均1 s增加eq \f(27.8,300) m/s≈0.093 m/s。 提出问题：用“速度大”或“速度变化大”已不能描述汽车和火车运动的不同，需要引入一个新的物理量来描述速度变化的快慢——加速度。 一、加速度 1．定义：速度的变化量与发生这一变化所用时间之比叫作加速度，通常用a代表。 2．表达式：a＝eq \f(Δv,Δt)＝eq \f(v－v0,Δt)。(v0：初速度；v：末速度) 3．单位：在国际单位制中，加速度的单位是m/s2。 4．物理意义：描述物体运动速度变化快慢的物理量。 注意：由公式a＝eq \f(Δv,Δt)计算出的加速度是平均加速度，是过程量，与一段时间(一段位移)相对应，粗略地反映了物体速度变化的快慢。当Δt→0时，平均加速度可视为瞬时加速度，瞬时加速度为状态量。 二、加速度的方向 1．加速度的方向 (1)加速度是矢量，既有大小，也有方向． (2)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eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(加速时，加速度的方向与初速度的方向相同.,减速时，加速度的方向与初速度的方向相反.)) 三、从v­t图像看加速度 对v­t图像的认识： 1．v­t图像反映了物体的速度随时间变化的规律。 2．在v­t图像中，从图线的倾斜程度(斜率大小)就能判断加速度的大小。倾角(图线与横坐标轴的夹角)越大，加速度越大。 3．匀变速直线运动的v­t图像是一条倾斜的直线，直线的斜率表示加速度。比值eq \f(Δv,Δt)就是加速度的大小(如图所示)。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)加速度是表示物体速度变化快慢的物理量。 (√) (2)物体A的加速度为2 m/s2，B的加速度为－3 m/s2，则A的加速度大于B的加速度。 (×) (3)物体A的加速度为2 m/s2，则物体一定做加速运动。 (×) (4)在同一v­t图像中，图线倾角越大，对应图像的物体的加速度就越大。 (√) 2．下列关于物体加速度的说法正确的是(　　) A．加速度描述速度变化的大小 B．加速度描述速度变化的快慢 C．加速度表示运动的快慢 D．加速度表示增加的速度 B　[加速度a＝eq \f(vt－v0,t)，用于描述速度变化的快慢，B正确。] 3．关于做直线运动的物体的加速度方向，下列判断正确的是(　　) A．加速度的方向就是速度的方向 B．加速度的方向就是位移的方向 C．当物体做加速运动时，加速度的方向与速度的方向相同 D．当物体做减速运动时，加速度的方向与速度的方向相同 C　[加速度的方向与速度变化量的方向相同，与物体的速度或位移的方向无关，A、B错；当物体做加速直线运动时，加速度与速度方向相同，做减速直线运动时，加速度与速度方向相反，C对，D错。] 对加速度的理解 如图所示，猎豹在追赶羚羊时，可在4.5 s内速度由零增加到最大速度30 m/s，羚羊在逃跑时，可在4 s内速度由零增加到最大速度25 m/s。谁的速度增加得快？它们的速度平均每秒各增加多少？ 提示：猎豹每秒增加的速度Δv1＝eq \f(30－0,4.5) m/s≈6.67 m/s 羚羊每秒增加的速度Δv2＝eq \f(25－0,4) m/s＝6.25 m/s 猎豹速度增加得快。 1．加速度的理解 加速度是速度的变化量Δv与发生这一变化所用时间Δt的比值，在数值上等于单位时间内速度的变化量，即速度的变化率。 2．速度、速度变化量、加速度的比较 速度v 速度变化量Δv 加速度a 定义 位移与所用时间的比值 末速度与初速度的差值 速度变化量与时间的比值 表达式 v＝eq \f(Δx,Δt) Δv＝v2－v1 a＝eq \f(Δv,Δt) 单位 m/s m/s m/s