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第5讲 加速度
下列三种车辆起步后,经某段时间达到了某一速度。
时间
速度
电动自行车
10 s
36 km/h
小型轿车
10 s
108 km/h
旅客列车
80 s
108 km/h
请分析思考:(1)哪种车辆速度变化较大?(2)哪种车辆速度增加得快?
提示:(1)电动自行车速度变化Δv1=36 km/h=10 m/s,
小型轿车速度变化Δv2=108 km/h=30 m/s,
旅客列车速度变化Δv3=108 km/h=30 m/s,
故小型轿车速度、旅客列车速度变化较大。
(2)电动自行车1 s内速度增加量=1 m/s,
小型轿车1 s内速度增加量=3 m/s,
旅客列车1 s内速度增加量=0.375 m/s。
故小型轿车速度增加得快。
一、加速度
1.物理意义:加速度是描述物体运动速度变化的快慢的物理量.
2.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.
3.定义式:a=.Δv表示速度变化量,Δt表示发生这一变化所用的时间.
4.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.
二、加速度的方向
1.加速度的方向:加速度是矢(选填“矢”或“标”)量,加速度的方向与速度的变化量Δv的方向相同.
2.直线运动中,加速度方向与速度方向的关系
加速运动时,加速度的方向与初速度的方向相同;减速运动时,加速度的方向与初速度的方向相反.
例题1.[多选]由a=可知( )
A.a与Δv成正比
B.物体的加速度大小由Δv决定
C.加速度的方向与Δv的方向相同
D.加速度的大小为
【答案】CD
【解析】物体的加速度表示速度变化的快慢和方向,而Δv是速度的变化量,A、B错误,D正确;加速度的方向与速度变化量Δv的方向相同,C正确。
对点训练1. 一辆小轿车和一辆大货车均做匀加速直线运动,速度都从零增加到60 km/h,小轿车用时10 s,大货车用时20 s。在上述加速过程中( )
A.小轿车的速度变化量较大
B.大货车的速度变化量较大
C.大货车的加速度较大
D.小轿车的加速度较大
【答案】D
【解析】速度都从零增加到60 km/h,所以两辆车的速度变化量相等,故A、B错误;两辆车速度都从零增加到60 km/h,小轿车用时比大货车用时少,根据加速度的概念a=,可知小轿车的加速度较大,故C错误,D正确。
例题2. (多选)关于速度、速度变化量、加速度,下列说法正确的是( )
A.物体的速度越大,加速度一定越大
B.物体运动的速度变化量越大,加速度一定越大
C.某时刻物体速度为零,其加速度可能很大
D.速度很大的物体,其加速度有可能很小,但不能为零
E.加速度很大时,物体运动的速度可能很小
【答案】 CE
【解析】 根据a=知,速度变化量大,加速度不一定大,故B项错误;物体的加速度与速度大小无关,速度大,加速度不一定大,故A项错误;某时刻物体速度为零,速度变化可能很快,即加速度可能很大,故C项正确;速度很大的物体,加速度可能为零,故D项错误;加速度很大的物体,速度变化很快,但是速度不一定大,故E项正确.
对点训练2. 拍球是小孩子喜欢玩的一项游戏,如图所示.若一次拍球中球落地时速度大小为4 m/s,接触地面后弹起时的速度大小为3 m/s,假设球与地面的接触时间为0.1 s,取竖直向下为正方向,则这段时间内球的平均加速度大小和方向为( )
A.10 m/s2,方向向下 B.10 m/s2,方向向上
C.70 m/s2,方向向下 D.70 m/s2,方向向上
【答案】D
【解析】竖直向下为正方向,根据a=可得a= m/s2=-70 m/s2,负号表示方向向上,选项D正确.
加速度的计算方法
1.规定正方向.一般选初速度v1的方向为正方向.
2.判定v2的方向,确定v2的符号.
3.利用公式a=计算.要注意速度反向情况下速度变化量的计算.
1.对加速度的理解
(1)加速度是表示速度变化快慢的物理量,加速度越大,速度变化越快,加速度越小,速度变化越慢.
(2)a=只是加速度a的定义式,不是决定式,计算结果为Δt内的平均加速度.
2.速度、速度的变化量、加速度的比较
速度v
速度的变化量Δv
加速度a
表达式
v=
Δv=v2-v1
a=
单位
m/s
m/s
m/s2
方向
与Δx的方向相同
Δv的方向可由初、末速度的矢量差确定
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
辨析
a的大小可由Δv和Δt的比值求得,与v、Δv没有必然联系:
①v很大,a不一定大,如飞机匀速飞行(Δv=0)
②Δv很大,a也不一定大,如高速列车启动(Δt很大)
③v