内容正文:
第4讲 速度变化快慢的描述—加速度
【生活场景】
下列物体的运动速度变化,谁变化大?谁的速度变化的快?如何比较?
初始速度v0/m.s-1
经过时间△t/s
末速度vt/m.s-1
A. 自行车下坡
2
3
11
B. 公共汽车出站
0
3
6
C. 某舰艇出航
0
20
6
D. 火车出站
0
100
20
提示:
(1)经过的时间相同,速度变化越大,速度变化的越快;
(2)速度变化相同,经历的时间越短,速度变化的越快;
(3)二者的速度变化和时间均不相同,单位时间内速度变化越大,速度变化的越快。
【新知归纳】
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。即a=。
2.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。
3.矢量性:加速度既有大小,又有方向,是矢量。
4.物理意义: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。
5.对加速度及其定义式a=的理解
(1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢
(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。
6.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
v的方向与Δt内Δx的方向相同
Δv的方向由初、末速度决定
a的方向与Δt内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的大小由Δv和Δt共同决定,与v、Δv没有必然联系:
①v很大,a不—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=0,a不一定为零,如枪膛里刚发射的子弹
【例1】关于加速度,下列说法正确的是( )
A.加速度是表示物体运动快慢的物理量
B.物体的加速度大小与物体的速度、速度变化量没必然关系
C.物体的加速度a的大小与速度变化量Δv成正比
D.物体A的加速度为3m/s2,物体B的加速度为-4m/s2,则A的加速度大于B的加速度
【答案】B
【详解】ABC.加速度是描述物体速度变化快慢或速度变化率大小的物理量,物体速度变化越快或速度变化率越大,加速度越大,反之则加速度越小,加速度大小与物体的速度、速度的变化量无必然关系,AC错误,B正确;
D.加速度是矢量,有大小,有方向,加速度的正负只表示方向,不代表大小,所以A的加速度小于B的加速度,D错误。故选B。
二、加速度的方向
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
(1)如果速度增加,加速度的方向与初速度的方向相同。
(2)如果速度减小,加速度的方向与初速度的方向相反。
【例2】如图所示为在研究汽车速度变化时所画出的示意图,若汽车原来的速度是v1,经过一小段时间之后速度变为v2,在图中以原来的速度v1的箭头端为起点,以后来的速度v2的箭头端为终点,作出一个新的箭头,用它表示速度的变化量。则以下说法中正确的是( )
A.图甲中汽车正在做加速运动,图乙中汽车正在做减速运动
B.速度的变化量越大,表示加速度也越大
C.速度较小的汽车其加速度也较小,速度较大的汽车,其加速度也较大
D.汽车加速时,其加速度方向与方向相同;汽车减速时,其加速度方向与方向相反
【答案】A
【详解】A.图甲中即汽车速度在增大,所以图甲中汽车加速运动;在图乙中即汽车速度在减小,所以图乙中汽车减速运动,所以A正确;
B.加速度的定义式为即在相同的时间间隔,速度的变化量越大,加速度越大,所以B错误;
C.加速度反映的是物体速度变化的快慢,与物体速度的大小无直接关系,所以C错误;
D.由加速度的定义式可知,加速度的方向与速度的变化量的方向相同,与汽车做加速还是减速运动无关,所以D错误。故选A。
三、从v-t图像看加速度
【数学知识】
在数学一次函数y=kx+b所对应的图像中,用斜率表示图线倾斜程度大小,公式中的K值即为直线的斜率。图像中对斜率的定义:
【生活场景】
观察图,思考下列问题。
(1)坡的“陡”与“缓”与图线的“陡”与“缓”有什么联系?
(2)图线斜率绝对值越大,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________,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)。
提示: (1)坡“陡”与图线“陡”均表示速度变化的快;坡“缓”与图线“缓”均表示速度变化的