内容正文:
第五节 加速度
课程内容要求
核心素养提炼
1.理解加速度的概念,知道加速度是表示速度变化快慢的物理量,知道它的定义、公式、符号和单位.
2.知道加速度是矢量,知道加速度的方向始终跟速度变化的方向一致.
3.知道加速度与速度的区别和联系;知道加速度大小决定速度改变的快慢;知道加速度与速度的方向决定速度随时间是增加还是减少.
4.能从变速直线运动的vt图像理解加速度的意义.
1.物理观念:理解加速度的物理意义,知道加速度是矢量.知道平均加速度和瞬时加速度.
2.科学思维:培养学生区分事物及抽象思维能力.
3.科学探究:领会人类探索自然规律中严谨的科学态度,理解加速度概念的建立对人类认识世界的意义.
4.科学态度与责任:培养合作交流的思想,能主动与他人合作,勇于发表自己的主张,敢放弃自己的错观点.
1.定义:物体的加速度等于物体速度的变化(Δv=vt-v0)与发生这一变化所用时间t之比.
2.公式:a=.
3.物理意义:表示速度变化快慢的物理量.
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.
5.矢量性:加速度是矢量,它既有大小,也有方向.
[思考]
如图所示,大型轮船在海上启航时很“慢”;赛车性能优良起步很“快”;百米运动员有很好的爆发力,起跑“快”.以上说法中的“快”与“慢”的含义是什么?
提示 这里的“快”与“慢”指的是轮船、赛车、运动员的速度变化的快与慢,即这里的“快”表示加速度大、“慢”表示加速度小.
1.加速度的方向:加速度a的方向与速度的变化量Δv的方向相同.
2.加速度方向与初速度方向的关系:在直线运动中,如果速度增加,即加速运动,加速度的方向与初速度的方向相同;如果速度减小,即减速运动,加速度的方向与初速度的方向相反.
[判断]
(1)物体A的加速度为aA=2 m/s2,则物体做加速运动.(×)
(2)物体A的加速度为aA=2 m/s2,B的加速度为aB=-3 m/s2,则A的加速度小于B的加速度.(√)
1.vt图像反映了物体的速度随时间的变化规律.
2.速度均匀变化的直线运动的vt图像是一条倾斜的直线,直线的斜率k表示加速度,即a=(如图所示).
探究点一 对加速度的理解
甲、乙、丙、丁四种情形中,加速度的大小各为多少?
提示 甲 0.02 m/s2 乙 10 m/s2 丙 0.056 m/s2 丁 1.4 m/s2
加速度的计算
(1)规定正方向.一般选初速度v0的方向为正方向.
(2)判定vt的方向,确定vt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.
蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个运动员从高处自由落下,以大小为8 m/s的竖直速度着网,与网作用后,沿着竖直方向以大小为10 m/s的速度弹回,已知运动员与网接触的时间Δt=1.0 s,那么运动员在与网接触的这段时间内平均加速度的大小是( )
A.2.0 m/s2 B.8.0 m/s2
C.10.0 m/s2 D.18.0 m/s2
D [解法一:取初速度的方向为正方向,即取着网时的速度方向为正方向,则v0=8 m/s,vt=-10 m/s,则a== m/s2=-18.0 m/s2,负号说明平均加速度的方向与正方向相反,即向上,D正确.
解法二:取末速度的方向为正方向,即取运动员被弹回时的速度方向为正方向,则v0=-8 m/s,vt=10 m/s,则a== m/s2=18.0 m/s2,说明平均加速度的方向与正方向相同,即向上,D正确.]
[训练1] (多选)如图所示,物体以5 m/s的初速度沿光滑的斜面向上做匀减速直线运动,经过2 s速度大小变为3 m/s,则物体的平均加速度可能是( )
A.大小为1 m/s2,方向沿斜面向上
B.大小为1 m/s2,方向沿斜面向下
C.大小为4 m/s2,方向沿斜面向下
D.大小为4 m/s2,方向沿斜面向上
BC [取初速度方向为正方向,则v0=5 m/s.若2 s后物体的速度方向沿斜面向上,则vt=3 m/s,a=== m/s2=-1 m/s2,即平均加速度大小为1 m/s2,方向沿斜面向下;若2 s后的速度方向沿斜面向下,则vt=-3 m/s,a=== m/s2=-4 m/s2,即平均加速度大小为4 m/s2,方向沿斜面向下,A、D错误,B、C正确.]
探究点二 加速度的方向
甲 速度增加时的情况
乙 速度减小时的情况
加速度方向与速度方向的关系
(1)如图甲、乙所示,v0为初速度,vt为末速度,速度的变化量Δv是如何表示的?
提示 由于速度是矢量,所以速度的变化量也是矢量,以初速度v0的箭头端为起点,以末速度vt的箭头端为终点,作出的新的有向线段就表示速度的变