内容正文:
第五节 加速度
学习目标:1.[物理观念]知道加速度的概念、定义式和单位,能解决相关的实际问题. 2.[科学思维]掌握加速度的公式,理解其矢量性,能够计算有关加速度以及速度等,会在vt图像中处理加速度. 3.[科学探究]学会探究加速度概念的建立过程,理解比值定义法,会与他人合作进行加速度的测量. 4.[科学态度与责任]通过对加速度学习与探究,体会物理规律与现实生活的联系.
阅读本节教材,回答第24页和第26页的“讨论与交流”并梳理必要的知识点.
教材P24“讨论与交流”提示:
(1)汽车速度变化最大,飞机速度变化最小.
(2)运动员,单位时间内速度变化量大.
(3)不一定.
教材P26“讨论与交流”提示:
b1加速度大,因为eq \f(Δv,Δt)更大些.
一、加速度
1.定义:物体速度的变化与发生这一变化所用时间t的比.
2.公式:a=eq \f(vt-v0,t).
3.单位:m/s2,读作米每二次方秒.
4.矢量性:加速度是矢量(选填“矢量”或“标量”).
说明:(vt-v0)大加速度不一定大,只有比值eq \f(Δv,Δt)大加速度才大.
二、加速度的方向
1.加速度的方向
加速度是矢量,不仅有大小,也有方向,其方向与速度变化量的方向相同.
2.加速度方向与速度方向的关系
在直线运动中,速度增加时,加速度与速度方向相同,速度减小时,加速度与速度方向相反.
3.匀变速直线运动
(1)匀变速直线运动的定义:如果物体沿直线运动且其加速度保持不变,该物体的运动就是匀变速直线运动.
(2)匀变速直线运动的特点:加速度不随时间变化.
注意:1.速度和加速度的大小无直接关系.
2.速度和加速度方向无直接关系.
三、vt图像中的加速度
在vt图像中斜率表示物体的加速度,斜率不变,表示加速度大小、方向都不变.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)运动物体的速度变化量越大,时间越短,其加速度越大.
(√)
(2)物体以a=2 m/s2的加速度运动,若v0与a同向,则做加速运动.
(√)
(3)物体A的加速度aA=2 m/s2,B的加速度aB=-4 m/s2,则A的加速度大于B的加速度.
(×)
(4)做匀变速直线运动的物体,它的速度变化越快,加速度越大.
(√)
(5)做匀变速直线运动的物体,它的加速度方向和速度方向总是相同的.
(×)
2.关于速度、速度变化量、加速度,说法正确的是( )
A.物体运动的速度变化量越大,加速度一定越大
B.速度很大的物体,其加速度可能很小,但不能为零
C.某时刻物体速度为零,其加速度可能很大
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很大
C [根据a=eq \f(Δv,Δt),物体运动的速度变化量越大,由于时间未知,所以加速度也不一定大,A错误;速度很大的物体,其加速度可能很小,飞机飞行的速度很大,加速度却可能为零,B错误;某时刻物体速度为零,其加速度可能很大,如射击时火药爆炸瞬间,子弹的速度v可以看作零,这时加速度却很大,C正确,D错误.]
3.A、B两物体均做匀变速直线运动,A的加速度a1=1.0 m/s2,B的加速度a2=-2.0 m/s2,根据这些条件做出的以下判断,其中正确的是( )
A.B的加速度大于A的加速度
B.A做的是匀加速运动,B做的是匀减速运动
C.任意时刻两个物体的速度都不可能为零
D.两个物体的运动方向一定相反
A [加速度是矢量,负号不表示大小,A正确;两物体的初速度方向不确定,不能判断是加速还是减速,B错误;若两物体均做减速运动,某时刻速度均可以为零,C错误;两个物体的运动方向可以相同,D错误.]
加速度的理解
如图所示,航天飞机以100 m/s的速度着陆,在25 s内就可停下来,而以8 m/s的速度飞行的蜻蜓能在1 s内停下来.
请探究:
(1)谁的初速度大,谁的速度变化量大?
(2)它们哪一个加速度更大?
提示:(1)比较矢量应比较绝对值大小,飞机的初速度大,速度变化量大.
(2)a飞机=eq \f(Δv1,Δt1)=-4 m/s2 a蜻蜓=eq \f(Δv2,Δt2)=-8 m/s2
蜻蜓的加速度更大些.
1.物理意义:加速度a表示物体速度变化的快慢,也叫速度对时间的变化率.
2.速度、速度变化量、加速度间的联系
速度eq \o(――→,\s\up7(速度的“差”))速度变化量eq \o(――→,\s\up7(单位时间内的速度变化量))加速度.
3.速度、速度变化量、加速度的比较
项目
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(Δs,Δt)
Δv=vt-v0
a=eq \f(Δv,Δt)
单位
m/s
m/